Преобразователь малых линейных перемещений Советский патент 1978 года по МПК G01B7/00 H02K24/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАЛЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерениям неалектрических величин электричёскнмв методами и может быть использовано при измерении малых паремш1енйй, в частности для измерюння деформацвй.

Известны преобразо&ателв малых линейных перемещений ДЛЯ измерения деформапий - тензометричвсхяв «рообра ватели l}. Однако они не ornHqaio-ica достаточной точностью при работе в условиях высоких температур.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату изобрел тенвю являются преобразователи типа вндуктосин, содержащие неподвижную и полвюкные линейки с обмотками, выполненными в виде периодического зигзага, преобразующие линейное перемещение в сдвяг ч)шзы шлходного сигнала. Эти преобразователи способны устойчиво работать при высоких теАШ ературах 2J. Однако рбесоечв кие высокой точности при измерении малых перемещений порядка микрон - в подобных преобразователях затруднено I вследствие индуктивного взаимодействия

перемычек между основными псжеречными витками, что приводит к искажению л (шеЙной дависвмости фазы выходного сигнала от смешения.

Для пош 1шения точности боковые крав линеек с обмотками развернуты перпевд кулярно к плоскости линеек.

Кроме того, .ширина витка обмоток равна четверти шага, длина одной прешлшает длину другой на 2-3 шага, а зазор межцу обмотками составляет 0,1-0,2 шага.

На чертеже изображен преобразователь малых линейных перемещений.

Он содержит пртемную 1 и передак шую 2 линейки с обмотками. Края линеек с обмотками, содержащие перемычки между витками 3 и выводы 4, развернуты перпендикулярно к плоскости линеек, т.е. плоскости основных поперечных витков 5Выводы приемной и передающей обмоток расположены на разных сторонах преобразователя. Ширина витка обмоток равна четверти шага, длина одной обмотки превышает длину другой на два-tpH шага. а зазор между обмотками составляет 0,1-0,2 шага. Преобразовагепь работает следующим образом. За исходное примем положение, при котором поперечные витки синусной переаакшей 2 обмотки расположены напротив витков приемной 1 обмотки и индуци руют в йих ток, фазу которого можно при нять равной пулю. Поперечные витки коси нусной обмотки при этом расположены ме ду витками приемной 1 обмотки и индуци руемый ими сигнал взаимно уничтожается При сдвиге обмоток на четверть шага против витков приемной обмотки витки косинусной передающей обмотки и фаза приемного Сигнала окаа 1ваются сдвинутыми на 90 , Таким образом в бесконечно длинных витках приемной обмотки при д 1скретном сдвиге относительно исходного положения на Беличи,ну индуцируется ток с фазойгде Я - целое числй{ 9 - Щ обмотки| X - смещение. Зависимость f(X) при Xjt on редел яет . ся отношением - , где а - ширина вит Ъ При-н- О,25 зависимость f () наиболее линейна, т.е.ширина витка равна расстоянию между витками. Предлагаемая форма линеек позволяет . сушественно снизить это вли5шие за счет разнесения продольных витков без увеличения габаритов. При реальной галсоте края обмотки 2-3 мм и зазоре между ое5«. мотками ОД мм эта связь снижается в 40г6О раз и составляет доли процента от основного сигналя. Исключение влияния той части продольных витков, кото рые расположены в плоскости обмоток в районе выводов, достигается размеш© нием выводов на противоположных краях чувствительного элемента. Поскольку габариты преобразователя, как правило, жестко ограничены, общие длины приемной и передаюшей обмоток соизмеримы, поэтому при смешенийобмоток происходит нежелательное снижение амплитуды синусной или косинусной составляющей. Этот краевой эффект достаточно мал, если длина одной из обмоток прек.1шает длину другой на два-три шага. С уветичением зазора между обмотками линейность х1арактеристики возрастает, но уровень сигнала падает. Оттимальной величиной зазора является величина, равная 0,1-О,2 шага. Предлагаемая форма и параметры преобразователя позволяют получить характеристику, представленную на фиг. 2. Этот преобразователь имеет шаг 0,6 мм, длину 32 мм, вьюоту 4 мм. Чувствителы кость его составляет 0,6 мкм, нелинейность характеристики лежит в пределах ±1,5% от диапазона измерения. . 6 . . Формула изобретения ; 1. Преобразователь малых линейных перемещений типа индуктосин, содержащий неподвижную и подвижные линейки с об мотками, выполненными в вице периодического зигзага, отличающий - с я тем, что, с целью Повышения точности, боко1вые края линеек с, с мотками раэвернуть перпендикулярно к плоскости лин.еек. 2. Преобразоватепь по п. 1, от л ичающийс я тем, что ширина витка обмоток равна четверти шага, длина однЬй обмотки прей 1шает длину другой на 2-3 шаг® а зазор меж.Ду обмотками составляет 0,1-0,2 шага. Источники информации, принятые во вннма ше при экспертизе: 1.Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования, М., Машиностроение, 1965, с. 139. 2.Авторское свидетельство СССР NO 462197, кл. 008 t 9/О4, 1973.

ffH

siz

S/«f Фие.г