Измеритель перемещений Советский патент 1978 года по МПК G01B7/00 G01N27/90 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может применяться при бесконтактном измерении перемещений металлических изделий в условиях изменения температурь окружающей среды, например при контроле энергетических машин.

Известен трансформаторный преобразователь, содержащий соосно расположенные возбуждающую и измерительную катушки l,

Недостатком преобразователя являерся высокая чувствительность к измененням температуры окружающей среды.

Известен трансформаторный измеритель Перемещений, содержащий соосно расположенные возбуждающую и две идентичные измерительные катушки, расположенные по обе стороны от возбуждающей и включенные встречно 2J.

Выходной сигнал этого измерителя менее чувствителен к изменению температуры, но имеет большие габариты, что ограничивает область его применения. Наличие градиента температур

на поверхности преобразователя не обеспечивает полного подавления температурной погрешности.

Наиболее близким по технической сущнести к предлагаемому изобретению является измеритель перемещений, содержащий генератор, вихретоковый преобразователь, включающий в себя расположенные в одной плоскости еозбуждающую и две дифференциально включенные измерительные катушки, л схему коррекции температурной погрешности с вычитающим устройством З .

Этот измеритель позволяет конТролировать перемещение металлических изделий при изменении температуры окружающей среды.

Недостатками его являются болыиие габариты и то, что схема коррекции.

темц ратурной погрешности содержит делительное устройство, наличие которого сннжает надежность измернтеля.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и повышение чувствительности нзмерителя. Для этого предлагаемый измеритель снабжён масштабным усилителем и компенсирующим трансформатором, выход одной измерительной катушки соединен с входом вьиитающего устройства, выход дифферениивльно включенных кату. шек - с входом усилителя, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства, выходом соединенно го с вторичной обмоткой компенснруюше го трансформатора, первичная обмотка Которого в слючена последдаательно синфазно с катушкой возбуждения преобразователя, а измерительные катушки выполнены из провода с различным коэффициентом расширения.. На чертеже представлена блок-схема измерителя перемещений, который содержит генератор 1, питающий вихретоковый преобразователь 2 с расположенными в одной плоскости возбуждающей катушкой Зи встречно включенными измерительными катушками 4 и 5, и схему коррекции температурной погрешности, включающую вычитающее устройство 6, масштабный усилитель 7 и компенсирующий трансформатор 8. Выход измерительной катушки 4 соединен с входом вычитающего устройства 6, выход дифференциально включенных катушек 4 и 5 - с входе масштабного усилителя 7, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства, выходом соединенного с вторичной обмоткой 9 компенсирующего трансфор матора. Первичная обмотка 1О трансформатора включена последовательно син фазно с катушкой 3 возбуждения преобразс«ателя. Измеритель работает следуюищм обра зом. Напряжение поступает с генератора 1 на катушку 3 возбуждения преобра зователя. На измерительных катушках 4 и 5 наводятся равные по величине напряжения, поэтому результирующее вы ходное напряжение с дифференциально включенных катушек равно нулю. С изме рителыюй катушки 4 выходное напр яженне поступает на вычита ющее устройство 6, на второй вход которого через масштабный усилитель 7 поступает выходное напряжение с дифференииалыю включенных катушек. Снгнал с вычитаю щего устройства поступает на компенсирующий трансформатор 8, первичная обмотка 9 которого включена в цепь питания от генератора 1. Вторичная обмотка компенсирующего трансформатора включена протнвофазно с измерительной катушксй 4. Суммарное напряжение на выходе схемы коррекции температурной погрешности при отсутствии вблизи преобразсдаателя изделия и при нормальной температуре окружающей реды близко к нулю (с точностью компенсации). При установке измерителя на контролируемое изделие 11 на измерительных катушках появляется вносимое напряжение. На измерительной катушке 4 оно зависит от перемещения преобразователя относительно изделия и от изменения температуры окружающей среды. Напряжение на днфференциально включенных катушках не зависит от перемещения преобразователя, так как катушки идентичны и расположены в одной плоскости, но зависит от изменения температуры окружающей среды, так как катушки 4 и 5 намотаны проводом с различным температурным коэффициентом линейного расширения. Выбором коэффициента усиления масштабного усилителя уравнивают амплитуды .приращений сигналов на измершгельной катушке 4 и дифференциально включенных катушках, обусловленных изменением температуры окружающей среды. Таким образом, сигнал с выхода вычитающего устройства чувствителен только к контролируемому параметру. Измеритель позволяет контролировать перемещение металлических изделий с помощью накладного преобразователя минимальных размеров и надежной измерительной схемы, позволяющей работать в условиях изменяющейся температуры окружающей среды. Формула изобретения Измеритель перемещений, содержащий генератор, вихретоковый преобразователь, включающий в себя расположенные в одной плоскости возбуждающую и две дифференциально включенные измерительные катушки, н коррекции температурной погрешности с вычитающим устройств вом, отлнчающи йся тем, что, с целью уменьшения габаритов н повышения чувствительности измерителя, он снабжен масштабным усилителем н компенсирующим трансформатором, выход одной измерительной катушки соединен с входом вычитающего устройства, выход дифференциально включенных катушек - с входом усилителя, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства, выходом соединенного с вторичной обм кой компенсирующего трансфор матора, первичная обмотке которого

включена последовательно синфазно с катушкой возбуждения преобразователя, а измерительные катушки выполнены из провода с различным температурным коэффициентом расширения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Соболев В. С., Шкарлет Ю. М. Накладные и экранные датчики. Изд. Наука, 1967.

2. Садовников С. Н. Измерение толщины неэлектропроводных покрытий, Сб. Электромагнитные методы контроля качества, № 1, 1965, с. 67.

З.ЗЕЕЕ Tfonaaction on ihstfumentcition and measurement.voC-TfA-ai.A/ss, ,f972,K.Am, A dif jEenenlioe tranSioMner wi4h tetnpefatuk e iqn enci-toition-dfidepewdeni Output,

////////////////// ///////ТША