Преобразователь перемещения в электрический сигнал Советский патент 1980 года по МПК G01B7/00 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений.

Известны индукционные дифференциальные датчики, содержащие сердечник с обмотками и подвижный якорь 1.

Недостатком известных датчиков является низкая точность преобразования перемещения в электрический сигнал.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь перемещения в электрический сигнал, содержащий трансформаторный датчик, имеющий трехстержневой сердечник, на среднем стержне которого размещена обмотка возбуждения, а на двух крайних стержнях - две dдинaкoвыe выходные обмотки и перемещающийся якорь 2.

Недостатком данного устройства является невысокая точность преобразования перемещения в электрический сигнал, вызванная зависимостью выходного сигнала от величины воздущного зазора между якорем и сердечником.

Целью изобретения является повышение точности преобразования перемещения в электрический сигнал.

Для этого в предлагаемом преобразователе стержни и окна сердечника выполнены одинаковыми по щирине, длина якоря равна утроенной ширине стержня, а преобразователь снабжен образцовой мерой, включенной последовательно с обмоткой возбуждения, усилителем переменного тока с регулируемым коэффициентом усиления, сигнальный вход которого подключен к выходным обмоткам датчика, и выпрямителемограничителем, вход которого соединен с образцовой мерой, а выход подключен к управляющему входу усилителя.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя перемещения в электрический сигнал; на фиг. 2 - сердечник трансформаторного датчика.

Преобразователь содержит трансформаторный датчик 1, стержни и окна, образцовую меру 2 (например, эталонное сопротивление), включенную последовательно с обмоткой возбуждения (не показана) датчика 1, усилитель 3 переменного тока с регулируемым коэффициентом усиления, подключенный к выходным обмоткам датчика (не показаны), и выпрямитель-ограничитель 4.

В сердечнике 5 датчика с якорем 6 имеются стержни 7 и окна 8, выполненные одинаковыми по щирине, а длина якоря 6 равна утроенной щирине стержня 7.

Преобразователь работает следующим образом.

При установленном ;постоянном заздре между сердечником и якорем.перемещение сердечника относительно нейтрального положения, соответствующего оси магнитной симметрии датчика 1, вызывает изменение выходного сигнала датчика. Ток в обмотке возбуждения датчика при этом имеет установившееся значение.

Если зазор увеличивается, то выходной сигнал датчика 1 уменьшается, а ток в обмотке возбуждения увеличивается.

Если зазор уменьшается, то картина изменения выходного сигнала датчика и тока в обмотке возбуждения имеет обратный характер, т. е, величина .выходного сигнала увеличивается, а величина тока в обмотке возбуждения уменьшается. Таким образом, в зоне преобразования при установленном зазоре величина тока возбуждения остается постоянной. Это свойство данной конструкции датчика позволяет использовать падение напряжения от тока возбуждения на образцовой мере 2 (например, в виде эталонного сопротивления для управления величиной коэффициента усиления усилителя 3 переменного тока) при непредусмотренном изменений зазора между сердечником и якорем. Напряжение с образцовой меры 2 выпрямляется выпрямителем-ограничителем 4 и подается на управляющий вход усилителя 3 переменного тока. Увеличение зазора приводит к увеличению выпрямленного напряжения и соответственно к воздействию на усилитель 3 в направлении увеличения коэффициента усиления. Уменьшение зазора вызывает умёньптёние управляющего напряжения и уменьшение коэффициента

усиления усилителя 3. Крутизна преобразования таким образом поддерживается постоянной, что повышает точность преобразования.

Формула изобретения

Преобразователь перемёш,ения в электрический сигнал, содержащий трансформаторный датчик, имеющий трехстержневой сердечник, на среднем стержне которого размещена обмотка возбуждения, а на двух крайних стержнях - две одинаковые выходные обмотки и перемещающийся якорь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобраз.ования, стержни и окна сердечника выполнены одинаковыми по ширине, длина якоря равна утроенной ширине стержня, а преобразователь снабжен образцовой мерой, включенной последовательно с обмоткой возбуждения, усилителем переменного тока с регулируемым коэффициентом усиления, сигнальный вход которого подключен к вь1ходным обмоткам датчика, выпрямителем-ограничителем, вход которого соединен с образцовой мерой, а ВЫХОДподключен куправляющему входу усилителя.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Агейкин Д. И. Датчики контроля и регулирования. М., «Машиностроение, 1965, с. И.

2.Тищенко Н. М. Проектирование магнитных и полупроводниковых элементов автоматики. М., «Энергия, 1970, с. ПО-112 (прототип).