БЕСКОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01D5/20 

1

Изобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин я может быть использовано при контроле и регулировке различных тепловых установок, например на испытательных стендах для контроля заданного положения коленчатого вала двигателя, где требуется высокая точность отсчета при больших вибрациях и высокой температуре окружающей среды.

Известны бесконтактные датчики положения, содержащие подвижный постоянный магнит, связанный с контролируемым объектом, н два кольцевых сердечника с расположенными на них обмотками возбуждения, обмотку считывания, высокочастотный генератор, детектор и усилитель-ограничитель.

Недостатком известных устройств является большой уход момента срабатывания от температуры (до 70° С) и неработоспособность при температурах выше 70° С.

С целью увеличения точности работы датчика обмотки возбуждения включены встречно-последовательно и соединены с высокочастотным генератором, а считывающая обмотка охватывает оба кольцевых сердечника и подключена к усилителю-ограничителю через детектор.

На фиг. 1 приведена структурная схема датчика; на фиг. 2 - общий вид чувствительного элемента.

Датчик состоит из чувствительного элемента /, высокочастотного генератора возбуждения 2, детектора 5 и усилителя-ограничителя 4. Чувствительный элемент состоит из двух феррптовых колец 5 (кольцевые сердечники), на каждое из которых намотаны обмотки возбуждения 6 и 7, включенные встречно по отношению к считывающей обмотке 8, которая намотана одновременно на оба кольца, и постоянного магнита 9, закрепленного на контролируемой детали (например, на коленчатом валу двигателя).

Датчик работает следующим образом. На контролируемой детали например, на

коленчатом валу двигателя) укрепляется постоянный магнит 9. Ферритовые кольца 5 с обмотками 6, 7 8 укрепляются на базовой детали устройства (например, на картере двигателя), причем плоскости колец располагаются перпендикулярно направлению движения постоянного магнита, укрепленного на контролируемой детали. В 1омент, когда перемещающаяся контролируемая деталь с электромагнитом удалена от ферритовых колец чувствительного элемента в считывающей обмотке 5, э. д. с., наводимая от обеих включенных встречно обмоток возбуждения 5 и 7 взаимно компенсируется и равна нулю. При приближении контролируемой детали

с электромагнитом к чувствительному элементу одно из ферритовых колец подмагничивается постоянным полем больше другото, и его матнитная проницаемость уменьшается, а в считывающей обмотке 5 появляется разностная высокочастотная э. д. с.

При дальнейшем движении постоянного магнита 9 в момент, когда он равноудален от обоих колец чувствительного элемента, их магнитная проницаемость уменьшится на одинаковую величину и суммарная высокочастотная э. д. с. в считывающей обмотке б дет равна нулю. Дальнейшее движение постоянного магнита вызовет больщее подмагничивание второго кольца, и в считывающей обмотке опять появится разностная высокочастотная э. д. с.

Выходной сигнал датчика представляет собой двойной радиоимпульс с нулем посредине. Далее радиоимпульс детектируется детектором 3, усиливается и ограничивается усилителем-ограничителем 4.

Выходной сигнал .представляет собой

двойной прямоугольный импульс тока (напряжения), причем отсчет ведется по нулевому значению тока (напряжения) между двумя импульсами.

Предмет изобретения

Бесконтактный, датчик положения, содержащий подвижный постоянный магнит, связанный с контролируемым объектом, и два кольцевых сердечника с расположенными на них обмотками возбуждения, обмотку считывания, высокочастотный генератор, детектор и усилитель-ограничитель, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности работы датчика, обмотки возбуждения включенрл встречнно-последовательно и соединены с высокочастотным генератором, а считывающая обмотка охватывает оба кольцевых сердечника и подключена к силителю-ограничителючерез детектор.