Преобразователь перемещения в частоту Советский патент 1978 года по МПК G08C9/08 

1

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано для измерения и регистрации линейных перемещений, а также при бесконтактном преобразованин последних в электрический сигиал.

Известны преобразователн перемещения в частоту, содержащие внутренний и внешний соосно расположенные цилиндры, соединенные по торцам внешнего цилиндра магннтопроводящими крышками, а внутри внешнего цилиндра - магнитопроводящей перемычкой, измерительную и короткозамкнутую катущки 11.

Недостатком таких преобразователей является их сложность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содержащий соосные внутренний и внешний магннтопроводящие цилнндры, соединенные по торцам магнитопроводящнми крышками, а внутри внешнего цилиндра - магиитопроводяшей перемычкой, секции измерительной и короткозамкнутой катушек расположены по обе стороны перемычки, секции каждой из катушек соединены между собой последовательно-встреч но 2

Недостатком этого преобразователя является его невысокая надежность в большом диапазоне преобразовання перемещения.

Целью изобретения является расширение диапазона преобразования.

Цель достигается тем, что в преобразователь введены герконы с катушками управления, катушки индуктивности, конденсатор и переключатель, контакты которого включены в цепи измерительной катушки и катушек управления герконами, которые соединены между собой последовательио-встречно и распределены вдоль цилиндров, каждый геркон включен параллельно катушке индуктивности, против определенно числа витков которой расположены катушкн управления герконами, пары катушек индуктивности и соответствующие им герконов включены последовательно в цепь соответствующей секции короткозамкнутой катушки, между секциями которой включен конденсатор.

На чертеже схематически представлен пре.длагаемый преобразователь в разрезе.

Преобразователь содержит соосные внешний 1 (неподвнжный) н внутренний 2 магнитопроводящие цилиндры. Между ними размешена перемычка 3, выполненная в виде кольцевого постоянного магнита, с радиально расположенными полюсами жестко насаженного на внутренннй цилиндр 2. Перемычка 3 имеет возможность линейного перемещения между секциями измерительной 4 и короткозамкнутой 5 катушек, секции которых включены между собой последовательно встречно и концентрически расположены в указанной последовательности по обе стороны от перемычки.

Катушки 4 и 5 размещены рядом у крышек 6 и 7, установленных с торца внешнего цилиндра 1 и служащих для симметрирования магнитной цепи. Кроме того, вдоль оси цилиндров по периметру наружной поверхности внешнего цилиндра 1 перпендикулярно его образующей размещены катушки 8-13 управления герконов 14-19, непосредственно расположенных в массе цилиндра I или вне его (в последнем случае на цилиндре размещается часть катушек управления герконов). Размыкающимися контактами геркоиов 14-19 зашунтированы катушки 20-25 индуктивности, число витков которых кратно и тем больше, чем ближе к магнитопроводу расположены катушки 20-25 в цепи соединения с секциями короткозамкнутой катущки 5 по отношению к. которым они включены встречно.

Катушки 8-13 управления герконов друг относительно друга соединены встречно, а в цепь короткозамкнутой катушки 5 включен конденсатор 26 постоянной емкости. Имеется также двухпози11нонный . переключатель 27, контакты которого включены в цепи измерительной катущки 4 и катушек 8-13 управления герконов.

Преобразователь работает следующим образом.

При кратковременной подаче в измерительную катушку 4 через двухпозиционный переключатель 27 питания в короткозамкнутой катушке 5 индуцируется сигнал. Поскольку в ее цепи включен конденсатор 26, то в ней возникают затухаюшие колебания, усиливаемые магнитопроводом преобразователя. Частота этнх колебаний при среднем положении перемычки 3 зависит от индуктивности короткозамкнутой катушки 5 и емкости конденсатора 26. Возникаюшие колебания частотой {,,,восприни маются измерительной катушкой 4, для чего двухпозиционный переключатель 27 сразу после подачи в короткозамкнутую обмотку 5 кратковременного импульса, отключается от источника питания. В случае линейного перемещения перемычки 3 в ту или иную сторону от среднего положения частота С.,.возникающих колебаний в цепи короткозамкнутой катущки 5 и конденсатора 26 при каждой кратковременной подаче в них импульса будет зависеть от величины отклонения перемычки .3 от своего среднего положения. При этом по .мере продвижения перемычки 3 в одну сторону

4

последовательно срабатывают герконов 14--16, а при движении его в другую сторону--контакты герконов 17-- 19.

В результате, в зависимости от направления движения перемычки 3, в цепь короткозамкнутой катушки 5 встречно и попеременно подключаются катушки 20-22 или же катущки 23-25 индуктивности, и частота ..воспринимаемых измерительной катушкой 4 колебаний каждый раз при этом становится равной частоте колебаний, имеющих место в исходном, среднем положении перемычки 3.

Число таких подключений фиксируется с помощью импульсного счетчика (на чертеже не показан), что с учетом полученных измерений частоты Ц,позволяет судить о координате линейного перемещения внутреннего цилиндра 2, а, следовательно, и контролируемого .

Предложенный преобразователь линейных переменгений имеет простую конструкцию магнитопровода, что обеспечивает низкую трудоемкость его изготовления. Он обладает ввиду этого высокой повторяемостью от образца к образцу, в результате чего достигается высокая точность его работы. Она сохраняется в широком диапазоне измерения контролируемого параметра, так как изменения индуктивиостей обмоток не влияют на результат измерения. При этом обеспечивается достаточная надежность измерения. так как встречное включение обмоток возбуждения герконов локализует их магнитные поля в магнитоп юводе и исключает взаимовлияние, Б результате чего сохраняется четкость срабатывания герконов.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в частоту, содержащий соосные внутренний и внешний м,агнитопроводящие цилиндры, соединенные по торцам магнитопроводяцхими крышками, а внутри внешнего цилиндра - магнитопроводящей перемычкой, секции измерительной и короткозамкнутой катушек расположены по

5 обе стороны перемычки, секции каждой из катушек соединены между собой последователь но-встречпо,отлмчаю1ццйся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, в преобразователь введены герконы с катушками управления, катушки индуктивности,

0 конденсатор и переключатель, контакты ко- торого включены в цепи измерительной катушки и катушек управления герконами, которые соединены между собой последовательно-встречно и распределены вдоль цилиндров, каждый геркон включен параллельно катушке индуктивности, против определенного числа витков которой расположены катушки управления герконами, пары катушек индуктивности и соответствующие им герконы включены последовательно в цепь соответствующей секции короткозамкнутой китуижи. между секциями которой включен конденсатор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: ЬЗ Хи, 1.Авторское свидетельство СССР № 419940, кл. G 08 С 9/04. 1971. 2.Зарипов М. Ф. Преобразователи с распределенными параметрами. 1969, с. 51-52

.-esf V-K-1

М

t

гн U,,/