ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Советский патент 1970 года по МПК G01B7/16 

Изобретение нредназначено для контроля деформация и механических перемещений, в частности, при испытаниях материалов и конструкций.

Известны индуктивные датчики перемещений, содержащие чувствительный элемент в виде катушек индуктивности, соединенных в схему неуравновешенного моста переменного тока.

Указанные датчики не пригодны для измерения деформаций и перемещений в зоне действия высоких температур и радиации как из-за потери ими ферромагнитных и изоляционных свойств, так и вследствие значительных влияний температуры на активную составляющую сопротивления.

Цель изобретения - повысить надежность и точность измерения датчика при высокой температуре и воздействии радиации, а также упростить его конструкцию.

Это достигается тем, что катушки индуктивности выполнены в виде однослойной пружины из неферромагнитного провода с несоприкасающимися витками, концы и середина которой механически жестко связаны между собой и с одной точкой объекта, а середины полученных при это.м половин пружин механически жестко связаны между собой и с другой точкой объекта, перемещающейся относительно первой.

На чертеже схематически изображен описываемый индуктивный датчик.

Он содержит однослойную пружину / из неферромагнитного провода. Концы н середина жестко соединены между собой, а также с одной точкой контролируемого объекта механической связью 2. Середины полученных половин пружины соединены жестко механической связью 3 между собой и с другот точкой исследуемого объекта.

Получившиеся четыре участка пружины образуют катушки индуктивности, электрически соединенные по схеме равноплечего неуравновешенного моста переменного тока, например, как показано на чертеже, с источником 4 заданного тока и индикатором 5 напряжения небаланса.

Устройство работает следующим образом.

Два рядом лежащих участка пружины составляют два соседних плеча моста и работают таким образом, что под воздействием измеряемой дефор.мации или перемещения растягивается один участок, а другой сжимается,

Соответственно индуктивность одного участка уменьшается, а другого увеличивается. Для новышения уровня выходного сигнала и чувствительности, а также увеличения реактивной составляющей сопрогивления по отношеповышенной частотой. Мостовая схема работает в неуравновешенном режиме.

При воздействнн высокой температуры и радиации нзменяе;гёя активное сонротнвление плеч.моста, а индуктивность практически не изменяется Для того чтобы одинаковые изменения активного сопротивления в комплексных плечах неуравновешенного моста не влияли на величину разбаланса, мост работает не как обычно, в режиме заданного напряжения питания, а в режиме заданного тока с изменением напряжения небаланса (измеритель с бесконечным сопротивлением).

Действительно, для режима заданного напряжения разбаланс на выходе равноплечего моста равен

и и 0

J&X

R + JX

и - напряжение питания моста; Z - комплексное сопротивление плеч; AZ - изменение сопротивлепия плеча под воздействием перемеш,ения, т. е. разбаланс зависит как от индуктивного, так и от активного сопротивлений плеч моста.

4 Для режима заданного тока

{7 /AZ ,

где I - ток питания моста.

Отсюда видно, что в режиме заданного тока напрял ение разбаланса моста не зависит от активного сопротивления плеч, т. е. в конечном итоге не зависит и от изменения активного соиротивления, происходящего под влиянием внешних условий.

Предмет изобретения

Индуктивный датчик перемешения, содержащий чувствительный элемент в виде катушек индуктивности, соединенных в схему неуравновешенного моста переменного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности и точности измерений при высокой температуре и воздействии радиации, катушки индуктивности выполнены в виде однослойной пружины из неферромагнитного провода с песоприкасающимися витками, концы и середина которой механически связаны между собой и с одной точкой объекта, а середины полученных при этом цоловин пружины механически жестко связаны между собой и с другой точкой объекта,

перемещающейся относительно первой.