Индукционный датчик Советский патент 1979 года по МПК G01R33/02 

(54) ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к магнитным измерениям, и может быть использовано для измерения магнитной проницаемости, линейных перемещений, толщины покрытий и для анализа вещества по магнитным свойствам.

Известны индукционные (трансформаторные) датчики с магнитопроводом броневого типа, выполненным в виде коаксиально расположенных трубки и стержня, на котором размещены намагничивающая и измерительная обмотки 1. Такие датчики обладают хорощей защин1енностью от вне1пних магнитных полей, но имеют значительнук) величину начального сигнала, который снижает точность измерений. Для компенсации начального сигнала используют два одинаковых датчика, один из которых рабочий, а другой - компенсационный.

Однако и в этом случае трудно обеспечить полную компенсацию начального сигнала из-за неидентичности датчиков и условий, при которых они работают (например, неравенство температур).

Известен индукционный датчик с магнитоцроводом в виде коаксиально расположенных трубки и стержня, на котором размеще2

ны намагничивающая, измерительная и компенсационная обмотки 2.

Этот датчик позволяет практически полностью компеисирбвать начальный сигнал и нечувствителен к изменению условий работы.

Недостатком является низкая чувствительность измерений, под которой понимают отрю1пепие приращения сигнала к вызвавщему его 11змененйю измеряёмой величины. Это связано с тем, чтопод воздействием измеряемой величины (магнитная проницаемость, перемещение ферромагнитного тела в поле датчика) изменяется напряжение лишь на измерительной обмотке, а на компенсационной - остается постоянным.

Цель изобретения - повышение чувстви5тельности индукционного датчика. Для этого индукционный датчик, содержащий магнитопровод, выполненный в виде коаксиально установленныхтрубки и стержня, намагничивающую, измерительную и компенсаци0онную обмотки, снабжен п-радиальными перемычками, расположенными в средней части магнитопровода между трубкой и стержнем, при этом намагничивающая обмотка Размещена на радиальных перемычках. При такой конструкции датчика изменение измеряемой величины приводит к проти, вопол.ожным изменениям напряжений на измерительной и компенсационной обмотках, благодаря чему чувствительность измерений увеличивается. На фиг. 1 изображен индукционный датчик,продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А А фиг. 1. Магнитопровод датчика состоит из коак1сиально установленных трубки 1 и стержня 2. В средней части магнитопровода между стержнем 2 и трубкой 1 расположены радиальные перемычки 3-5. На перемычках 3-5 размещены секции намагничивающей обмотки 6. Все секции соединены между собой согласно (последовательно или параллельно) и подключены к источнику переменного напряжения (на чертеже не показаны). Измерительная 7 и компенсационная 8 обмотки размещены на противоположных концах стержня 2. Датчик работает следующим образом. При отсутствии ферромагнитных тел в поле датчика магнитный поток намагничивающей об.мотки 6 делится поровну между верхним и нижним концами стержня 2, и напряжения на обмотках 7 и 8 одинаковы. Начальный сигнал датчика, представляю щий разность этих напряжений, равен нулю. Если к верхнему концу стержня 2 поднести ферромагнитное тело, то магнитньш поток, проходящий по этому концу, возрастет, и напряжение на обмотке 7 увеличится. Так как поток намагничивающей обмотки 6 при этом не изменится, то по нижнему концу стержня 2 будет проходить меньщий мaГниtный поток, а напряжение на обмотке 8 уменьшится. Разность напряжений на обмотка.х 7 и 8 будет зависеть от измеряемой величины (магнитной проницае.мости ферро.магнитного тела или расстояния до него). Поскольку напряжения на обмотках 7, 8 изменяются в противоположных направлениях, чувствительность измерений возрастает. Наличие радиальных перемычек и разI- ,, .- , мещение на них намагничиваюи1.ей обмотки обеспечивает повьипение чувствительности измерений вдвое по сравнению с известными датчиками.. Формула изобретения Индукционный датчик, содержа ций магнитопровод, выполненный в виде коаксиал.ьно установленных трубки и стержня, намагничивающую, измерительную и компенсационную обмотки, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности измерений, он снабжен п-радиальными перемычка.ми.,-расположенными в средней части магнитопровода между трубкой и стержнем, при этом намагничивающая обмотка размещена на радиальных перемычках. Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе 1. Валитов А. М.-З. и др. Приборы и методы контроля толщины покрытий. Л., 1970. С. 45-49. 2. Середенин В. И. Измерительные устройства с высокотемпературными трансформаторными датчиками перемещения. Л., «Энергия, 1968, с. 16.

Риг.1

А - А

Фиг. 2