Токовихревой датчик линейной скорости Советский патент 1982 года по МПК G01P3/42 

I

Изобретение относится к технике , контроля и измерения и может быть использовано для измерения скоростей перемещения объектов с локальными зонами контроля.

В технике измерения и контроля широко используются различного рода токовихревые датчики 2.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является датчик скорости, содержащий щелевой ферромагнитный магнитопровод, обмотки возбуждения, дифференциально включенные измерительные обмотки с расположенной над ними с внутренней стороны магнитопровода регули- . ровочной пластиной.

При измерении датчик помещается щелевой частью в непосредственной близости от поверхности контролируемого объекта и ориентируется продольной осью щели в направлении измеряемого параметра. Движение поверхности объекта контроля за счет явления скоростного эффекта приводит к разбалансу напряжений в измерительных обмотках, величина которого пропорциональна величине мгновенной скорЬсти, либо ее проекции на направление продольной осевой линии щели. Регулировочная пластина служит для уменьшения начальной ЭДС рассогласования, снимаемой с измерительных обмоток перед началом

10 процесса измерения, т.е. при неподвижной поверхности объекта контроля 31 .

Однако такие датчики из-за длинной щели имеют протяженную зону

IS взаимодействия с поверхностью объекта контроля, что приводит к ухудшению их локальных свойств в направлении измеряемого параметра и повышенному влиянию поля рассеяния магнитоаопровода в области щели на результат измерения из-за его- трроидальной формы.Кроме того,так как эффективный объем взаимодействия измерительных обмоток с поверхностью объекта контроля определяется в основном участ ком площади щели,находящимся под обмоткой, который весьма невелик и при таком расположении измерительны обмоток не может быть увеличен радикальным образом, то щелевые датчики такой конструкции обладают сра нительно невысокой чувствительность Цель изобретения - повышение чув ствительности датчика и уменьшение влияния поля рассеяния магнитопровода на результат измерения. Поставленная цель достигается тем, что магнитопровод датчика вы-, полнен каплевидной формы и снабжен дополнительной щелью, расположенной диаметрально основной щели, причем измерительная и компенсационная обмотки расположены соответственно основной и дополнительной щелях в плоскости, перпендикулярной плоскос ти перемещения объекта и проходящей через ось симметрии магнитопровода. На чертеже представлена принципиальная схема токовихревого датчик Датчик состоит из щелевого ферро магнитного магнитопровода 1, со щелями 2 и 3) обмотки k возбуждения и включенных дифференциально измери тельной 5 и компенсационной 6 обмо ток. Над магнитопроводом 1 в непосредственной близости от щели 2 располагается регулировочная пласти на 7. При измерении токовихревой датчи помещается узкой частью магнитопровода 1 со щелью 3 в непосредственной близости от поверхности (1онтролируе мого объекта 8 и ориентируется плос костью щели 3 перпендикулярно к направлению измеряемого параметра V. При подключении обмотки t возбуждения к генератору звуковой частоты магнитный поток, образующийся в щелях 3 и 2 в результате токовихревого эффекта, взаимодействует, с одной стороны с поверхностью объекта 8 контроля и измерительной обмоткой 5, а с другой стороны - с поверхностью регулировочной пластины 7 и компенсационной обмоткой 6. Под действием этих полей, в измерительной и компенсационной обмотках наводятся противофазные ЭДС. Для более точного совпадения фаз этих ЭДС регулировочная пластина 7 изготавливается из того же материала, что и поверхность объекта контроля и обладает возможностью вертикального перемещения относительно щели 2. Таким образом,, в статическом режиме суммарное напряжение, снимаемое с измерительной 5 и компенсационной 6 обмоток при соответствующем подборе числа их витков, равно нулю. Кроме.того, каплевидная форма магнитопровода резко уменьшает зону его взаимодействия с поверхностью объекта контроля,тем самым повышая локальность датчика и уменьшая до минимума зависимость результата измерения от полей рассеяния магнитопровода вне контроля, а. расположение обмотки 4 возбуждения в наиболее утолщенный его части позволяет получить высокую степень концентрации магнитного потока в щели 3 при незначительной потребляемой мощности, тем самым способствуя повышению чувствительности датчика со стороны щели 3 и плавности регулировки нуля со стороны щели 2. Повышению чувствительности способствует и расположение измерительной обмотки 5. которое позволяет увеличить эффективный объем ее взаимодействия с поверхностью объекта 8 контроля, в отличие от расположения над щелью, с внутренней стороны магнитопровода, в известном устройстве. При движении объекта 8 контроля статическое равновесие в результате скоростного эффекта нарушается, приводя к разбалансу измерительной 5 и компенсационной 6 обмоток.Величина этого разбаланса пропорциональна величине измеряемого параметра V. При использовании предлагаемого токовихревогр щелевого датчика повышается локальность, уменьшается влияние поля рассеяния магнитопровода на результат измерений и увеличивается чувствительность датчика, что позволяет применять датчик для измерения величины скорости и параметров движения у объектов с ограниК контролируемой поченным доступом верхности. j Формула изобретения Токовихревой датчик линейной скорости, содержащий магнитопровод с