Преобразователь перемещения Советский патент 1982 года по МПК G01B7/00 G01B7/30 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

1

Изобретение относится к измерительной технике и .может быть исполь зовано, например, для измерения положения нажимных механизмов при их перемещении в клети прокатного стана холодной и горячей прокатки в черной металлургии.

Известен преобразователь перемещений, содержащий LC-автогенератор, индуктивностью колебательного контура которого служит катушка соленоидного- типа с сердечником, связанным с объектом перемещения, и опорный генератор, подключенные к входам фильтра смесителя. Сердечник выполнен из ферритового и медного стержней, соединенных между собой. Свободный конец ферритового стерж- ня выступает из катушки на одну четвертую часть своей длины J.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения, содержащий магнитопровод с зазором и подвижным магнитным шунтом, магнит, создающий в магнитопроводе постоянный магнитный поток, ампулу с ядросодержащим вегцеством, расположенную в зазоре мапштопровода, генератор и катушку возбутвдения, подключенную к выходу генератора 2 .

Недостатки известных преобразователей перемещений объекта заключаются в том, что используемый в уст10ройстве метод вынуткденной ядерной процессии требует применения высокочастотных узлов и элементов, параметры которых изменяются со временем и зависят от изменения темпеISратуры. Кроме того, трудно обеспечить большое значение напряженности постоянного магнитного поля магнита, которое должно иметь высокую стабильность и однородность. Так как

20 динамический диапазон 80 дБ для погршпности измерения перемещений (,, сигнал ядерного резонанса на контуре датчика должен составлять

0 дВ, а Глубина амшштудной модуяции для получения высокой линейости сигнала поглощения должна быть небольшой, то предел чувствителькости и динамический диапазон преобразователя ограничен.

Цель изобретения - расширение диHat4H4ecKoro диапазона.

Цель достигается тем, что преобразователь снабжен измерительной катушкой, расположенной на магнитопроводе, катушкой возбуждения, расположенной перпендикулярно оси зазора, а генератор выполнен импульсным. Кроме того, каждая из катушек выпол йена в виде двух секций, расположенных симметрично относительно зазора магнитопровода. Преобразователь снабжен валом из немагнитного материала, магнитопровод выполнен П-образныМд симметричным Относительно оси зазора, вал установлен в зазоре и связан с магнитным шунтом резьбовым

соединением, а ампула расположена

в полости вала. Преобразователь снабжен жестко соединенным магнитопровод ом с корпусом и пружиной, прижимающей магнитный шунт в направлении магнитопровода, а вал установлен в корпусе с возможностью вращения относительно оси.

. На чертеже изображен преобразователь перемещения.

Преобразователь содержит вал 1, выполненный из немагнитного материала, в котором имеется полость 2, заполненная ядросодержащим вещестном и магнитопровод 3. У торцов полости 2 расположены секции катушки 4 возбуждения включенные последовательно, измерительной катушки 5, расположенной перпендикулярно катушке 4 возбуждения. Насаженные на магнитопровод 3 катушки 6 образуют элек тромагнит. Устройство содержит также шунт 7, перемещаемый резьбовым соединением 8, пружину 9, корпус

10 с опорными подшипниками 11; в которых расположен вал 1, стабилиза - тор 12, а также усилитель 13, вход которого подключен к измерительным катушкам 5, а выход на вход частотомера 14, вход сброса которого сое.динен с импульсным генератором 15.

Выход импульсного генератора соединен через элемент 16 задержки с катушкой 6 возбуждения.

Преобразователь перемещения объекта работает следующим образом.

При вращении вала 1 резьбовое соединение 8 перемещает шунт 7, зазор между магнитопроводом 3 и шунтом 7 изменяется, изменяя индукцию

5 поля в зазоре магнитопровода с расположенной в нем полостью 2 вала I. Пружина 9, воздействуя на шунт 7, перемещает его при вращении вала 1 в обратном направлении.

Р При поступлении импульса с выхода импульсного генератора 15 в цепь сброса частотомера 14 происходит установка его в ноль. Одновременно этот же импульс поступает на вход

15 элемента 16 задержки, с выхода которого он снимается на катушку 4 возбуждения. После этой катушки намагничивает ядросодержащее вещество, заключенное в полости 2, в результате чего появляется ядерный магнитный резонанс со свободной процессией ядер этого вещества, и в катушке 5 наводится сигнал с частотой f, пропорциональный магнитной индукции В поля 25 и зазоре магнитопровода 3 с расположенной в нем полостью 2. Затем сигнал с катушек 5 поступает на вход усилителя 13, с выхода которого, усиленный, подается на вход частоJQ томера 14.

Частота сигнала, измеренная частотомером 14, пропорциональна индукции магнитного поля в зазоре магнитопровода 3, величина которого задается положением шунта 7, перемещаемого резьбовым соединением 8, при вращении вала 1, что, в свою очередь, пропорционально углу его поворота.

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в следующем.

Устройство позволяет обеспечить динамический диапазон измерения положения вала более 60 дБ, это обеспечивается тем, что частотный выходной сигнал устройства представляется в цифровом виде, который может изменяться в широком диапазоне. В результате применения устройства на прокатном стане появляется возможность управле1шя нажимными механизмами клети с высокой степенью точности, равной 5 мк, высокой чувствительности и быстродействием 1 мм/с, а также перемещения положения нажимных винтов со скоростями, близкими к нулю.

Это позволит повысить качество прокатываемого листа, скорость проката, а, следовательно, и производительность стана. Формула изобретения 1, Преобразователь перемещения, содержащий магнитопровод с зазором и подвижным магнитным шунтом, магнит, создающий в магнитопроводе по стоянный магнитный поток, ампулу с ядросОдержащим веществом, расположенную в зазоре магнитопровода, генератор и катушку возбуждения, подключенную к выходу генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, он снабжен измерительной катушкой, расположенной на маг нитопроводе, катушка возбуждения расположена перпендикулярно оси за зора, а генератор выполнен импуль ным. 2. Преобразователь по п. 1, о личающийся тем, что каждая из катушек выполнена в виде дв секций, расположенных симметрично относительно зазора магнитопровода 74 3.Преобразователь по п, 1, отличающийся тем, что снабжен валом из немагнитного материала, магнитопровод выполнен П-образным, симметричным относительно оси зазора, „ магнитный шунт выполнен симметричным относительно оси зазора, вал ус- тановлен в зазоре и связан с магнитным шунтом резьбовым соединением, а ампула расположена в полости вала. 4.Преобразователь по п. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен жестко соединенным магнитопроводом с корпусом и пружиной, прилммающей магнитный шунт в направлении магнитопровода, а вал установлен в корпусе с возможностью вращения относительно оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 587315, кл. G ОГв 7/30, 1976. 2,Авторское свидетельство СССР № 373517, кл. G 01 В 7/30, 1973 (прототип).