Преобразователь параметров движения Советский патент 1980 года по МПК G01P15/105 G01H11/00 

Изобретение предназначено: для измерения величин, характеризующих линейное движение - скорости, ускоре ния, перемещения. .Известные измерительные преобразователи параметров движения инерциального типа,содержащие электропо водную инерционную массу на упругом подвесе (в том числе электромагнитном) и магнитные элементы, регистрирующие положение инерционной массы, не обеспечивают в ряде случаев требуелщх показате дей по чувствительности 1 Из известных измерительных преоб разователей наиболее близких по тех нической сущности и достигаемому результату к изобретению является преобразователь 2. Этот преобразователь содержит корпус с размещенными в нем магнитной системой с обмоткой возбуждения подключенной к источнику напряжения выходной обмоеткой и упругим элемен том. Известный преобразователь имеет недостаточную чувствительность и не обеспечивает удовлетворительного из .мерения при малых перемещениях подвижной системы и в широком диапазоне амплитуд и длительностей. Целью изобретения является повышение чувствительности расширениядиапазона измеряемых параметров. Это достигается тем, что в известном преобразователе, содержащем корпус с размещенными в нем магнитной системой с обмоткой возбуждения, подключенной к источнику переменного напряжения выходной обмоткой и упругим э.пементом, магнитная система выполнена в виде двух отдельных замкнутых магнитопроводов, один из которых установлен с возможностью перемещения, размещена в жидком не ферромагнитном металле, запоминающем корпус, магнитопроводы могут быть выполнены спиралевидной формы. На фиг. 1 представлен предлагаемый преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - спиралевидные варианты магнитопровода; на фиг. 3 - вариант выполнения преобразователя. Преобразователь состоит из электропроводного цилиндрического корпуса 1 , внутри которого размещен жидкий металл (например, галлий или его сплавы) и замкнутого магнитопровода

2с обмоткой возбуждения 3, подключенной к источнику переменного напряжения, замкнутого магнитопровода 4

с выходной обмоткой 5. Замкнутый магнитопровод 2 может перемещаться по отношению к магнитопроводу 4 с помощью штока 6, проходящего в отверстие в крышке корпуса. Для крепения штока 6 служит крестовина 7. ток 6 другим своим концом неподвижно закреплен на основании 8 сильфона . Сильфон 9 играет роль упругого лемента. При протекании тока по бмотке возбуждения 3 в движущемся агнитопроводе 2 возникает переменый магнитный поток, приводящий к возникновению токов проводимости в идком металле, которые замыкаются по электропроводному корпусу 1 (см. фиг, 1) .

При перемещении в корпусе 1 замкнутого магнитопровода 2 последний пронизывается силовыми линиями плотности тока в жидком металле, которые создают намагничивающие силы для магнитопровода 4,переменный магнитный поток в котором приводит к возникновению ЭДС в выходной обмотке 5. Магнитный поток в магнитопроводе 4 и напряжение на выходной обмотке изменяются в зависимости от расстояния между магнитопроводами 2 и 4, т.е. напряжение на выходной обмотке пропорционально смещению магнитопровода 2 относительно магнитопровода 4, а также числу магнитных витков магнитопроводов 2 и 4,.Жидкий металл играет роль вторичного короткозамкнутого витка.

Крестовина 7 служит для создания требуемой степени демпорирования. Если магнитопровод 2 играет роль инерционной массы, то выходной сигнал пропорционален скорости.

Другой вариант предлагаемого преобразователя представлен на фиг. 3.

Этот преобразователь состоит из электропроводного цилиндрического корпуса 1, внутри которого размещен жидкий металл (например, галли й или его сплав) и магнитопровод 2, проходящий через отверстия в неэлектропроводной крышке 10. На магнитопроводе размещены обмотки возбуждения

3и выходная обкютка 5. Со стороны, противоположной крьгшке, расположен СИЛЬФОН 9, играющий роль упругого элемента.Обмотка возбуждения подключена к источнику синусоидального тока 3 C-ohs-b, где 3- действующее значение тока в обмотке возбуждения. При движении магнитопровода относительно жидкого металла (корпуса) изменяется ; амплитуда переменного магнитного потока в магнитопроводе 2, так как различным положениям магнитопровода 2 в жидком метсшле соответствуют разные значения намагничивающих сил вторичного контура, обусловленная током, замыкающимся по жидкому металлу и электропроводному корпусу. Ток изменяется вследствие изменения сопротивления вторичного контура, который составляют жидкий е металл и электропроводный корпус, а сопротивление вторичного контура i меняется в функции перемещения магнитопровода относительно корпуса. Изменение амплитуды переменного маг,. нитного потока в функции положения магнитопровода относительно корпуса .приводит к изменению действующего значения ЭДС в выходной обмотке. При движении магнитопровода происходит изменение объема среды внутри корпу са, что приводит к изменению давления внутри корпуса, к изменению растяжения (сжатия) сильфона и к появлению силы, действующей на магнитопровод, зависящий от смещения магни0 топровода (восстанавливающей силы).

Данное устройство может служить преобразователем вибрационного или ударного перемещения, вибрационной

5 или ударной скорости, а также акселерометром (вибрационным ударным, линейным) в зависимости от соотношения частотных спектров исследуемых процессов и частоты собственных коле0 баний упругой системы преобра&ователя. При частоте собственных колебаний упругой системы, намного меньшей нижней частоты спектора иccrieдye ыx процессов, данное устройство работа5 ет как преобразователь перемещения

в электрический сигнал. При собственной частоте, большей чем верхняя частота спектора исследуемого процесса, устройство работает как преобразователь ускорения в электрический сихнал. При исследуемом процессе имеющем частотный спектр, ограниченный как сверху, так и снизу, данное устройство может работать как преобразователь скорости в электри5 ческий сигнал при надлежа1це выбранной полосе пропускания его, определяемой собственной частотой и степенью демпфирования колебаний упругой системы.

изобретения

,i. Преобразователь параметров двиг жения, содержащий корпус с размещенными в нем магнитной системой с обмоткой возбуждения, подключенной к источнику переменного напряжения, выходной обмоткой и упругим элементом, отличающийся тем, 0 что, с целью повышения чувствительности расширения диапазона измеряемых параметров, магнитная система, выполненная в виде двух замкнутых магнитопроводов, один из которых 5 установлен с возможностью перемеще