Устройство для измерения перемещений Советский патент 1977 года по МПК G01D5/22 G01F23/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕИЦЕНИЙ

I

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при измерении перемещения уровня взрывоопасных жидкостей.

Известно устройство, содержащее преобразователь линейного перемещения, выполненный в виде двух параллельно расположенных стержневых магнитопроврдов, замкнутых с одной стороны и охваченных подвижным коротко замкнутым витком, и

катушки с переменной индуктивностью, охватывающей замыкающий стержень.

Недостатком этого устройства является значительная по величине аддигивная погрешность, обусловленная наличием нескомпенсированного выходного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному является устройство, содержащее преобразователь линейного перемещения, выполненный в виде корпуса и охваченных подвижным коротко замкнутым витком параллельно расположенных стержневых магнитопроводов, на одном из которых расположена равномерно распределенная, а на

другом - сешшонная измерительная обмот- ки, VI измерительную схему, выполненную в виде последовательно подключенных счет чика, детектора и усилителя-формирователя, вход которого соединен с выходом секционной измерительной обмотки.

Недостатком указанного устройства я&ляется его невысокая точность измерения и возможность взрыва или пожара при его использовании для измерения переметцения уровня взрывоопасной жидкости, например гшиационного топлива, обусловленная значительным током в равномерно распределенной обмотке, соприкасающейся непосредственно с топливом.

Цель изобретения - увеличение точности измерения и надежности устройства.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве магнитопровод с равномерно распределе шой обмоткой расположен внутри корпуса, выполненного из нема нитного металла в виде полого цилиндра, а магнитопровод с секционной измерительной обмоткой расположен снаружи металлического корпуса и подключен с одной стороны к входу секционной измерительной обмотки, а с другой - к входу усилителг формирователя к к металлическому корпусу электрически связанному с магнитопроводо на котором расположена равномерно распределенная обмотка. Кроме того, круговое сопротивление полого цилиндра больше кругового сопротивления короткозамкнутого витка, На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит стержневой магнитопровод 1 с равномерно распределенной обмоткой 2, расположенной внутри немагнитного металлического корпуса 3, выполненного в виде полого цилиндра. Концы обмотки соединены с истЬчником переменного тока. На магнитопроводе 4 параллельно магннтопроводу 1 расположена секционная нэмерительная обмотка 5, размещенная сна ружи металлического корпуса и соединенная с входом измерительной схемы, состоящей нз последовательно подключенных усилителя-формирователя 6, детектора 7 и счетчшш 8. Оба стержневых магнитопровода и полый цилиндр 3 схвачены короткозамкну тым витком 9, круговое сопротивление которого меньше кругового сопротивления полого цилиндра. Обмотка 5 секционирована, причем проводники каждой последующей секции по отношению к предыдущей имеют противополож ное направление намотки. Магнитопроводы 1, 4 в обмотка 5 электрически соединены с корпусом 3. При отсутствии короткозак кнутого витка 9 равномерно распределенная 2 я секционированная 5 обмотки индуктивн не связаны, так как расположены на отдель ных параллельных магннтопроводах 1 и 4 соответственно. Наличие короткозамкнутого вятка 9 приводит к возникновению 1шдук ивной связи меж.цу равномерно распределе ной обмоткой 2 и той секцией секциониро- Эанной обмотки 5, которая охвачена корот козамкнутым витком 9. Устройство работает следующим образом При подаче переменного тока в обмотку 2 в одной из секций обмотки 5 индуцируется переменное напряжение, фаза которого соответствует направлению намотки витков охваченной секции обмотки 5. Поскольку направление витков двух любых соседних секций обмотки 5 взаимно противоположно, перемещение короткозамкн того внтка 9 от одной секции к другой при

водит к изменению фазы выходного Hanpstжения на противоположную. Это дает возможность преобразовать перемещение коротко за мюгутог о витка 9 с помощью фазочувствнтельной измерительной схемы, со-

пой измерительной обмотки, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и надежности устройства, магнитопровод с равномерно распределенной обмоткой расположен йнутри корпуса. стоящей из усилителя-формирователя 6, фа- зочувствительного детектора 7 и счетчика 8,1 При подаче переменного тока в обмотку 2 иэ-за неизбежной неоднородности мапнитных свойств магнитопровода 1 возникают магнитные потоки рассеяиия Фр , прони зываюшие секционированную обмотку 5 и индуцирующие: в ее секциях паразитные . Так как паразитные ЭДС во встречно включенных секциях, как правило, имеют различную величину, они не компенсируют друг друга, и на выходе секционированной измерительной обмотки 5 возникает нескомпенсированное напряжение Ц Jf- , резко увеличивающее аддигивную погрешность измерительного устройства. Для устранения этого явления магнитопровод 1 с равномер но распределенной обмоткой 2 охвачен трубчатым металлическим корпусом 3, круговое сопротивление Т.,- которого меньше кругового сопротивления К ..„ подвижного короткозамкнутого витка Потоки Ф- индуцируют в трубчатом корпус се 3 вторичные круговые токи, создающие противопотоки, что приводит к компенсации потоков рассеяния. В итоге ЭДС Е j и не- скомпенсированное выходное напряжени значительно снижаются, что приводит к уменьшению аддигивной погрешности : предлагаемого устройства. Указанное расположение магнитопрово- дов,. несущих равномерно распределенную ofrмотку и секционированную измерительную обмотку, а также их связи между собой, корпусом и усилителем уменьшают влияние остаточного нескомпенсированного напряжения на выходной сигнал, что в итоге увеличивает точность преобразованияи надежность устройства, Форм-.ула изобретения 1. Устройство для измерения перемещ НИИ, содержащее преобразователь линейного перемещения, вьтолненный в виде корпуса и охваченных подвижным короткозамкнутым витком параллельно расположенных стержневых магнитопроводов, на одном из которых расположена равномерно распределенная, а на другом - секционная измерительная о&мотки, и измерительную схему, выполненную в виде последовательно подключенных счетчика, детектора и усилител5 -формирователя. вход которого соединен с .выходом секцио выполненного из немагнитного металла в виде полого цилиндра, а магнитопровод с секционной измерительной обмоткой располо жен снаружи корпуса и подключен с одной стороны к входу секционной измерительной обмотки, а с другой - к входу усилител$кформирователя и к корпусу, электрически

связйнному с магнитопроводом, на котором расположена равномерно распределенная обмотка.

2, Устройство по п. 1, отлича ющ е е с я тем, что круговое сопротивление полого цилиндра больше кругового сопротивления короткозамкнутого витка.