Трансформаторный преобразовательлиНЕйНыХ пЕРЕМЕщЕНий Советский патент 1981 года по МПК G01B7/00 G01D5/20 

(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1

Изобретение относится к контро1)ьно-измерительной технике, в частност к. разделу измерения неэлектрических величин электрическими методами и может выть использовано в различных устройствах для измерения перемещений е высокой степенью точности.

Известно устройство, содержащее магнитопровод из трех коаксиа; ьных цилиндров с перемычкой между средним и внешним и двух крышек для симметрирования магнитной цепи, обмотку возбуждения, неподвижную измерительную обмоткуи подвижную обмотку, замкнутую накоротко, выполняющую роль магнитного экрана, связываемую с подвижным объектом И J.

Недостатком данного устройства является низкая точность, обусловленная тем, что магнитное сопротивление материала короткозамкнутого витка в значительной мере изменяется при колебаниях температуры. Кроме того, короткозамкнутый виток, рассеивай поток, искажает картину магнитного поля, что также сказывается на точности преобразователя.

Известен также бесконтактный преобразователь линейных перемещений, содержащий Магиитопровод в виде

двух параллельно расположенных плоских стержней, соединенных с одного конца перемычкой, обмотку возбуждения, подвижный сердечник и измерительную обмотку, намотанную на пластину из магнитного материала, жестко закрепленную на внутренней поверхности одного из плоских стержней 2.

Преобразователь имеет невысокую

0 чувствительность и точность, обусловленные наличием воздушного зазора между подвижным сердечником и равномерно распределенной по пластине из магнитного материала измеритель5ной обмоткой.

Наиболее близким к изобретению является трансформаторный преобразователь линейных перемещений, содержащий неподвижный цилиндрический

0 магнитопровод с двумя явно выраженными внутренними полюсами,.установленный коаксиально ему элемент, связываемый с подвижным объектом, . двухсекционную обмотку возбуждения

5 и измерительную обмотку, размещенную на элементе, .связываемом с объектом 3. .

Недостатком преобразователя является низкая надежность и точность

0 измерения, обусловленные наличием

подвижных токоподводов и воздушного зазора между.. измерительной обмоткой и магнитопроводом.

Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения.

Цель достигается тем, что полюса выполнены дугообразными, соединены с магнитопроводом радиальными ферромагнитными перемычками и имеют по периметру и поперечной оси симметрии проточки, элемент, связываемый с объектом, выполнен из ферромагнитного материала в виде продольного плоского стержня с двумя внешними явно выраженными дугообразными полюсами, каждая из секций обмотки возбуждения охватывает одну из ферромагнитных перемычек неподвижного магнитопровода, измерительная обмотка содержит четыре последовательно согласно соединенные секции, размещенные попарно в проточках полюсов магнитопровода со взаимно противоположным направлением укладки витков секций в каждой паре относительно поперечной оси симметрии, а полюса элемента, связываемого с объектом, установлены под полюсами магнитопровода.

На фиг. 1 представлен преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - полю неподвижного магнитопровода с парными секциями измерительной обмотки

Неподвижный магнитопровод представляет собой цилиндр 1, внутренни дугообразные полюса 2 и 3 которого соединены с магнитопроводом радиальными перемычками 4 и 5.По периметру и поперечной оси симметрии полюса имеют проточки 6, в которые попарно во взаимно противоположных направлениях относительно оси Симметрии уложены секции 7 и 8 измерительной обмотки, выполненной в виде прямоугольных полуобмоток 9 и 10, соединенных между собой последовательносогласно. Обмотка возбуждения состоит из двух секций 11 и 12, каждая из которых охватывает одну из ферромагнитный перемычек 4 я 5. Секции 11 и 12 обмотки возбуждения соединены последовательно-согласно. Ферромагнитный продольный плоский стержень 13 с двумя внешними явно выраженньпии дугообразными полюсами 14 и 15, размещенными под полюсами 2 и 3 магнитопровода, выполняет роль подвижного элемента 16, связываемого с объектом.

Работает преобразователь следующим образом.

При питании секций обмотки возОуждения 11 и 12 переменным током создается переменный во времени распределительный магнитный поток. При перемещении подвижного элемента 16 изменяются по величине площади S и S2 полюсов 2 и 3 магнитопровода,перекрываемые полюсами 14 и 15,а следовательно, и площади секций 7 и 8 измерительных полуобмоток 9 и 10, пронизываемые в каждый момент времени магнитным потоком. ЭДС, наводимые потоком в секциях 7 и 8 пропорциональны величинам данных площадей и взаимно противоположны по фазе, что обусловлено взаимно противоположной укладкой витков последоватеЛЬНо соединенных секций в проточках каждого из полюсов. Суммарная

ЭДС изменяется по линейному закону в зависимости от координаты перемещения, одновременно меняя фазу при прохождении среднего положения подвижного элемента.

Возможность минимизировать воздушный .зазор на пути рабочего магнит ного потока Фз обеспечивает уменьшению величины потоков рассеяния и неизменность пути магнитного потока

по стали, что обеспечивает увеличение чувствительности и точности преобразователя.

Формула изобретения

Трансформаторный преобразователь линейных перемещений, содержащий неподвижный цилиндрический магнитопровод с двумя явно выраженными полюсами, установленный коаксиально ему элемент, связываемый с подвижным объектом, двухсекционную обмотку возбуждения и измерительную обмотку, отличающийся тем, что,

с целью повышения надежности и точности измерения, полюса выполнены дугообразными, соединены с магнитопроводом радиальными ферромагнитными перемычками и имеют по периметру и поперечной оси симметрии проточки,

элемент, связываемый с объектом,

выполнен из ферромагнитного материала в виде продольного плоского стержня с двумя внешними явно выраженными дугообразными полюсами, каждая из секций обмотки возбуждения охватывает одну из ферромагнитных перемычек неподвижного магнитопровода, измерительная обмотка содержит четыре последовательно согласно сое.диненные секции, размещенные попарно в проточках полюсов магнитопровода со взаимно противоположным направлением укладки виткоИ секций в каждой паре относительно поперечной осн

симметрии, а полюса элемента, связываемого с объектом, установлены под полюсами магнитопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип),

73

;