Устройство для контроля положения рабочих органов механизмов Советский патент 1979 года по МПК G08C9/04 G01D5/20 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ .ХАНИЗМОВ

I

Изобретение относится к области приборостроения.

Известно устройство для контроля положения рабочих органов механизмов по авт. св. № 474034 1, содержан1ее якорь, связанный с контролируемым рабочим органом и взаи.модействующий с ним индуктивный датчик подмагничивания, включенный в неиь обмотки, размещенной в ихели генераторного путевого вь1ключателя и взаимодействующей с его чувствительными элементами, охваченными положительной обратной связи. Якорь выиолнен в виде постоянного магнита, а индуктивный датчик выполнен на тороидальном ферритовом серд.ечнике. Генераторный путевой выключатель подключен к источнику питания. При подмагничивании магнитопровода датчика нолем постоянного магнита индуктивное сопротивление датчика уменьщается, ток через обмотку, размеигенную в щели генераторрюго путевого выключателя, увеличивается, положительная обратная связь между чувствительны.ми элементами генераторного выключатетя уменьшается, ,и происходит его срабатывание.

Недостаток известного устройства состоит в том, что точнос1ь работы его зависит от колебаний напряжения питания и температуры ок|)ужаюп1ей датчик среды. Ko.ieбанпя нанряжения питания сказываются на

величине положительной обратной связи между чувствительными элементами генераторного п тевого выключате.т. Нанример, при падении напряжещт питания положительная обратная связь хменыпается. и генераторный путевой вык;иочатель срабатывает при недоходе якоря до точки срабатывания, определенной при номинальном напряжении питания.

При увеличении паиряжения питания положительная обратная связь увеличивается

и генераторный путевой выключатель срабатывает прп переходе сердечником поминальной точки срабаТ1 1вапия. В то же время колебания температуры окружающей ипдуктивный датчик С1)еды влияют на магнптную проницаемость его сердечника и на индуктивность обмотки. Например, при увеличении окружаюп1,ей температуры магиитная проницаемость сердечника уменьи1ается, индуктивность датчика уменьшается, и

генераторный путевой выключатель сработает раньше, чем при номинальной окружающей температуре.

Целью изобретения является повышение точности контроля. Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены обмотки и терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления, соединенные последовательно и подключенные к источнику питания, при этом обмотка охватывает индуктивный датчик и ориентирована так, что ее магнитный поток направлен согласно с магнитным потоком якоря. Такое решение обеспечивает повышение точности контроля, так как оно позволяет уменьшить погрешности от колебаний напряжения питания и температуры окружаюш.ей среды.

Принципиальная схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Устройство состоит из якоря 1, связанного Сконтролируемы.м рабочим органом 2, индуктивного датчика 3 на О-образном сердечнике 4, обмотка 5 которого включена в цепь обмотки 6, размешенной в шели 7 генераторного путевого выключателя 8, обмотки 9, охватывающей индуктивный датчик 3, и терморезистора 10. Обмотка 9 и терморезистор 10 соединены между собой последовательно и подключены к источнику питания 11, от которого-питается и генераторный путевой выключатель 8. Обмотка 9 ориентирована так, что ее магнитный поток направлен согласно с магнитным потоком постоянного магнита, используемого в качестве якоря 1. Обмотка индуктивно связана с коллекторной 12 и базовой 13 чувствительными обмоткам.и генератора 14 путевого выключателя 8, которые, в свою очередь, связаны между собой положительной обратной связью. Обмотка 15 является выходной; электрически она связана с входом двухкаскадного релейного усилителя 16, к которому подключено исполнительное реле 17. Терморезистор 10 размеилен в непосредственной близotти от индуктивного датчика 3. Практически целесообразнее саму обмотку 9 выполнять из провода с положительным температурн1;.1м коэффициентом сопротивления, например никелевого провода.

Работает устройство следующим образом При подаче питания на генераторный путевой выключатель 8 в обмотке 6 наводится ЭДС и через обмотки 5 и 6 проходит ток. Величина этого тока мала, и магнитный поток, создаваемый обмоткой 6, уменьшает положительную обратную связь между обмотками 12 и 13 не настолько,-чтобы сорвать колебания генератора 14 путевого выключателя 8,

Магнитный поток, создаваемый обмоткой 9 при номинальном напряжении питания, подмагничивает сердечник 4 индуктивного датчика 3, но не до насыщения.

При подходе якоря постоянного магнита к индуктивному датчику 3 происходит подмагничивание его сердечника 4 до насыщения, индуктивное сопротивление обмотки 5 уменьшается, ток через обмотки 5 и 6 увеличивается, увеличивается магнитный поток обмотки 6, направленный встречно магнитному потоку коллекторной обмотки 12. Это приводит к уменьшению положительной обратной связи между обмотками 12 и 13 и к срыву колебаний генератора 14, при этом реле 17 включается.

Так происходит работа устройства при номинальном напряжении питания и при номинальной окружающей температуре. При изменении напряжения питания источника 11 будет изменяться магнитный поток, создаваемый обмоткой 9. Так как направление магнитного потока обмотки 9 совпадает с направлением магнитного потока постоянного магнита 1, то достигается стабилизация момента срабатывания путевого выключателя 8 при колебаниях напряжения питания источника 11. Как ранее указано, напри.мер, увеличение напряжения питания приводит к увеличению глубины положите,; ьной обратной связи между обмотками 12 и 13 генератора 14 и переходу постоянного магнита 1 через точку срабатывания, определенную при номинальном напряжении питания. Для ко мпенсации появляющейся погрешности необходимо для сердечника 4 индуктивного датчика 3 ввести в это время дополнительное подмагничивание. При наличии обмотки 9 это дополнительное подмагничивание сердечника 4 будет достигнуто увеличением тока через нее, а потому путевой выключатель срабатывает при положении постоянного магнита 1, фиксируемом при номинальном напряжении питания, т. е. ухода точки срабатывания не будет. При уменьщени и напряжения питания источника 11 уменьшится и ток через обмотку 9, чем достигается компенсация уменьщения положительной обратной связи между обмотками 12 и 13.. Таким образом, подключение обмотки 9, охватывающей индуктивный датчик 3, к источнику питания 11, от которого запитан и сам путевой выключатель 8, исключает погрешность, вызываемую нестабильностью напряжения питания источника И.

Включение последовательно с обмоткой 9 терморезистора 10 с положите ьным температурным коэффициентом сопротивления компенсирует уход точки срабатывания путевого выключателя при изменении температуры окружающей датчик среды. Как ранее показано, изменение температуры окружающей датчик среды вызывает изменение магнитной проницаемости сердечника датчика: при увеличении температуры она уменьшается, при уменьшении - увеличивается. Но теперь одновременно с изменением магнитной проницаемости сердечника 4 при изменении температуры окружающей среды будет изменяться сопротивление терморезистора 10 и таким образом, что будет достигаться компенсация температурной погрешности. Например, при увеличении температуры, вызывающей уменьшение магнитной проницаемости сердечника 4, увеличивается сопротивление терморезистора 10 и уменьшается ток через обмотку 9.

При этом уменьшается магнитный поток, создаваемый током через обмотку 9, и путевой выключатель несмотря на уменьшение магнитной проницаемости сердечника 4 и индуктивности датчика 3 срабатывает при том же положении постоянного магнита 1, что и при номинальной температуре окружающей среды.

Аналогичным образом, только в обратном порядке, происходит компенсация температурной погрешности при уменьшении температуры окружающей среды.

Таким образом, использование в предлагаемом устройстве последовательно соединенных обмотки, охватывающей индуктивный датчик, и терморезистора с положительным температурным коэффициентом сопротивления позволяет уменьшить погрешности от колебаний напряжения питания и температуры окружающей среды, что обеспечивает в итоге повышение точности работы устройства.

Формула изобретения

Устройство для контроля положения рабочих органов механизмов по авт. св.

№ 474034, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены обмотка и терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления, соединенные последовательно и подключенные к источнику питания, при

этом обмотка охватывает индуктивный датчик и ориентирована так, что ее магнитный поток направлен согласно с магнитным потоком якоря.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 474034, кл. G 08 С 9/04, 1973.