Трансформаторный датчик линейныхпЕРЕМЕщЕНий Советский патент 1981 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к контрольно-иэмеритальной технике и может быть использовано, в частности для измерения больших линейных перемещеВИЙ, например в поплавковых уровнемерах. Известны трансформаторные датчики линейных перемещений, содержащие магнитопроводы с размещенными на них обмоткой возбуждения и измерительной обмоткой и подвижный элемент, связываекый в процессе измерения с контролируекым объектом и размещенный с зазором по отношению к магнитопроводам Недостатком таких датчиков являетсй малый диапазон измерений и нелинейность выходных характеристик. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является датчик линейных перемещений содержащий подвижный ферромагнитный элемент, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом,гладкий и зубчатый параллельно расположенные ферромагнитные стержни, сосредоточенную обмОтку возбуждения, измерительную обмотку грубого отсчета, распределенную по длине гладкого стер жня, и секционированную обмотку точного отсчета, размещенную на зубчатом стержне.Гладкий и зубчатый стержни .соединены по концам перемычками из того же материала Г23. Недостатком известного датчика является пониженная чувствительность из-за наличия большого воздушного зазора между подвижным элементом и Гладким стержнем, обусловленного размещением на гладком стержне обмотки грубого отсчета, и сильное электромагнитное силовое воздействие на подвижный элемент, ограничивающее возможности применения датчика. Цель изобретения - повышение точности и надежности датчика. Поставленная цель достигается тем, что число зубцов на стержне выполнено нечетным, пары встречно включенных секций измерительной обмотки точного отсчета размещены на четных зубцах стержня, согласно соединенные части обмотки возбуждения размещены на нечетных зубцах стержня, а полови ны обмотки грубого отсчета включены встречно и размещены на крайних зубцах того же стержня. Подвижный элемент датчика выполнен в виде короткозамкнутого витка и размещен на гладком стержне, а обмотка возбуждения В процессе измерения допсхпнительно подключена к источнику напряжения п тоянного тока. На фиг. 1 изображена схема датчи ка; на фиО-. 2 - его рабочие характе ристики. Пунктирные линии соответствуют изменению фаз выходных напряжений на противоположную. Датчик содержит два параллельно размещенных стержня 1 и 2, из которых стержень 1 выполнен зубчатым с нечетным числом зубцов, а стержень 2 - гладким. На крайних нечетных зуб цах стержня 1 размещены встречно вкл ченные половины обмотки 3 грубого от счета. Пары встречно включенных секций измерительной обмотки 4 размещен на четных зубцах стержня, а согласно соединенные части обмотки 5 возбуждения на внутренних нечетных зубцах Подвижный элемент - виток 6 - датчик размещен на гладком стержне 2 и выполнен в виде короткозамкнутого витка. В процессе измерений обмотка 5 возбуждения, запитываемая от источника напряжейия переменного тока, подключенного к зажимам, 7 дополнительно через соответствукщие электрические фильтры, подключается к источнику напряжения постоянного тока (на чертеже не показаны). Датчик работает следующим образом При перемещении витка 6 вдоль сте жня 2 происходит перераспределение магнитного потока, создаваемого обмотками 5 возбуждения между измерительными обмоткаки 3 и 4, в результате чего меняется напряжение на выходе этих обмоток - напряжение Ug.g грубого отсчета и напряжение точного отсчета соответственно. Для устранения шунтирования обмоток 4 точного отсчета стержни 1 и 2 выполнены разомкнутыми. Выполнение подвижного элемента датчика в виде короткозамкнутого витка 6 позволяет существенно снизить воздействие на него электромагнитных сил и повысить точность и надежность работы датчика. Подпитка обмотки 5 возбуждения постоянным током вызывает незначительную вибрацию короткозамкнутого витка, б и повышает надежность перемещения за счет исключения возможности наклинивания. Формула изобретения 1. Трансформаторный датчик линейных перемещений, содержащий подвижный элемент, связьшаемый в процессе измерения с контролируемым объектом, гладкий и зубчатый параллельно расположенные ферромагнитные стержн.и, обмотку возбуждения, измерительную обмотку грубого отсчета и секционированную обмотку точного отсчета, размещенную на зубчатом стержне, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, число зубцов на стержне выполнено нечетным, пары встречно включенных секций измерительной обмотки точного отсчета размещены на четных зубцах стержня, а половины обмотки грубого отсчета включены встречно и размещены на крайних зубцах того же стержня. 2.Датчик по П.1, о т л и чающийся тем,что подвижный элемент выполнен в виде короткозамкнутого витка и размещен на гладком стержне. 3.Датчик по П.1, отличающийся тем, что обмотка возбуждения в процессе измерения дополнительно подключена к источнику напряжения постоянного тока. Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе 1. Середенин В.И. Измерительные устройства с высокотемпературными трансформаторными датчиками перемещения. Л., Энергия, 1968, с. 6. 2. Зарипов М.Ф. Преобразователи с распределенными параметрами. М., Энергия, 1969, с. 63 (прототип).