Токовихревой датчик для бесконтактного измерения скорости движения Советский патент 1979 года по МПК G01P3/42 

,1 Изобретение относится к технике электрических измерений неэлектрических велигчин и может быть использовано в устройствах для бесконтактного измерения скорости электропроводящих объектов конт роля с высокими селективньтми характеристиками к направлению регистрируемого параметра. В настоя1Ц€;е время широко применяются токовихревые датчики для бесконтактно1ч измерения скорости движения объекта, перелетающегося параллельно плоскости измеритеяьш)1Ч преофазоватепя. К недостаткам известньа йатчиков следует ОТН6ЮТИ низкую селективную характеристик ку к 11аправлению скорости движения значительной ширины зоны контроля и относительно небольшой базЬг - расстояния между центрами измерительных обмоток. Отмеченный недостаток в значителг ной степени устранен в устройствах, где прим :тотСя токовихревые датчики с иэ- , мери- сльными зондами. Датчики такого типа по технической сущности и решаемым задачам являются наиболее близкими к изобретению. Они состоят из обмотки возбуждения и, автономно вьшолненных обмоток, в качестве которых используются миниатюрные индуктивные зонды. При лэмерении индуктивные зонды,: включенные попарно встречно, располгагаются между поверхностью объекта контроля и обм. возбуждения токовихревого датчика вдоль осей ее симметрии в местах, соответствующих серединам линейных зон нормальной составляющей напряженности электрамагнитноро поля. Движение объекта контроля в любом направлегаш параллельно плоскости токовихревого датчика приводит за счет явления скоростного эффекта к изменению пеувоначальной напряженности электромагнитного поля в местах индуктивных зондов. Поскольку последние включены встречно (дифф енииально) и базы их ортогональны, первоначальный баланс нарушается, и на . выходе измерительных обмоток появляется сигнал, величина которого зависит от

проекции ско|юсти движения на базу (на правление), образованную каждой парой шшуктйвных зовдов, а фаза сигнала определяется направлением движения относительно нормальной плоскости симметрии расположения индуктивных зондов к их базе. Но в таком датчике нельзя существенно повысить разрешающую способность к угловому положен1по (направлению) измеряемого параметра, так как эта величина зависит от отношения ширины зоны контроля к ее длине.

Целью изобретения является повышени разрешающей способности токовнхревого датчика скорости к угловому положению измеряемого параметра.

Поставленная цель достигается тем, что измерительные зонды помешены в пазу симметрично относительно осевой линии щели и параллельно ее оси с внутренней стороны ферромагнитного магнитопровода. Иа чертеже представлена принципиальная схема TOKOBHxpeBOfo датчика.

Датчик состоит из щелевого ферромагнитного магнитопровода 1 со щелью 2, 3 возбуждения и включенных встречно измерительных зондов 4, помещенных в прямоугольный профильный вырез 5.

При изменении токовихревой датчик по мещается щелевой частью ферромагнитно- Го магнитопровода в непосредственной блзости от поверхности контролируемого объекта 6 и ориентируется продольной осью щели 2 в том направлении, по кото рому необходимо произвести измерение скорости V. При подключении обмотки 3 возбуждения к генератору звуковой ч астоты магнитный поток, образующийся в шели, в результате токовихревого эффекта взаимодействует, с одной стороны, с поверхностью объекта 6 контроля, а с другой стороны, с измерительнъ1ми 4, передавая на них тем самым реакцию поверхности объекта 6. Но так как как измерительные зонды 4 располагаются на ферромагнитном магнитопроводе 1 строго симметрично относительно осей симметрии шели 2 ипрямоугольногх} выреза 5 и расположение их таково, что плоскость витков измерительных зондов

678411

является касательной к направлению силовых линий основного магнитного потока И, кроме этого, включение их встречно, то в статическом режиме, т. е. при неподвижной поверхности объекта 6,напряжение, снимаемое с измерительных ЗОНДОЕ1 4 рав1ю нулю. В силу тех же причин, движение поверхности объекта б контроля по нормали относительно направления продольной осевой линии щели 2 в горизонтальной и вертикальной плоскостях не, приведет к разбалансу измержтельных обмоток. Движение же поверхности объекта 6 в любом другом направлении за счет скоростного э{}х})екта вы. зовет разбаланс измерительный обмоток 3 причем величина разбаланса будет npbnot циональна величине скорости ее проекции на направление осевой линии щели 2.

Так как. ширина щели 2 весьма мала и определяется лишь минккталько допустимой величиной начального установочного зазора У , т. е., в конечном итоге,вертикальной составляющей перемещений поверхности объекта контроля, то и отношение зоны контроля к ее длине тоже можно сделать сколь угодно малым.

Таким образом, разрешающая способность к угловому положению регистрируемого параметра определяется лишь технологией изготовления ферромагничного магнитопровода и соотношением сигнал шум в последующих трактах измерительного устройства.

Формула изобретения

Токовихревой датчик для бесконтактного измерения скорости движения, содержащий ферромагнитный магнитопровод с пазом и ш:елью, обмотку возбунщения и измерительнъ1е зонды, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения угловой рйзрещающей способности при контроле скорости объектов, измерительные зонды помещены в пазу симметрично относительно осевой линии щели и параллельно ее оси с внутренней стороны магнитопровода.