Индуктивно-емкостной преобразователь линейных перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01B7/06 

(54) ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть, использовано для измерения линейных перемещений.

Известны индукти&ные преобразователи перемещений, содержащие катушку и якорь, выполненный в виде электромагнитного экрана Cl .

Недостатком таких преобразователей явJ5яeтcя ограниченная чувствительность, обусловленная ограниченными возможностями используемого метода преобразования. Более высокая чувствительность может быть достигнута при одновременном использовании преобразователей двух типов, например, индуктивного и емкостного.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ин- дуктивно-емкостной преобразователь линейных перемещений, содержащий катушку индуктивности, укрепленную на ее торце электропроводящую пластину с ;радиальными вырезами и подвижный электромагнитный экран, образующий с электропроводящей пластиной электроды измерительного конденсатора 123.

Недостатком преобразователя является пониже1 ная чувствительность, обусловленная экранирующим действием неподвижной пластины на катушку индуктивности преобразователя.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в индуктивно-емкостном преобразователе линейных перемещений, содержшцем кат5шку индуктивности, ук.репленную на ее торце электропрово10дящую пластину с вырезами и подвижный электромагнитный экран, образ5Ьощий с электропроводящей пластиной электроды измерительного конденсатора, вырезы в пластине выполнены под торцом

15 катушки в виде участков паза, аналогичного по форме сечению катушки, внутренние размеры паза равны внутренним размерам катушки, а ширина паза° равна полуторной толщине катуш20ки.

Катушка может быть выполнена прямоугольного сечения.; , На фиг.1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 25преобразователь с катушкой индуктивн,ости круглого сечения; на фиг.З то же, с катушкой прямоугольного сечения.

Индуктивно-емкостной преобразова-.

30 тель содержит катушку 1 индуктивности. укрепленную на ее торце электропрово дящую пластину 2 и электромагнитный экран 3, связанный в процессе измерений с контролируемым объектом (не показан). Под катушкой 1 в пластине 2 выполнены вырезы 4, представляющие участки паза, аналогичного по форме :сеченйю катушки 1, Ширина паза равна пол уторной толщине катушки 1, а внутренние размеры его равны внутрен ним размерам катушки 1. При круглом сечении катушки 1 паз имеет форму кольца (фиг.1 и 2), а при прямоуголь ном сечении катушки 1 паз прямоуголь ной формы (фиг.З). Форма пластины 2, т.е. ее внешний контур может быть любым. На-фиг.2 и 3 форма пластин 2 идентична форме сечения катушек 1. Крепление кат-ушки 1 к пластине 2 может быть осуществлено различными известными способами. На фиг.1-3 представлен вариант крепления катушки 1, например, на выступах 6 пластины 2. Для снижения потерь на .вихревые токи в вьаступах 6 выполнены продольные вырезы 7. Однако полное исключение потерь возможно только при выполнении элемейтов крепления катушки 1 из диэлектрического материала. Преобразователь работает следующим образом. I При перемещении электромагнитного экрана 3 относительно пластины 2 изменяется индуктивность катушки 1 и электрическая емкость конденсаторного элемента преобразователя, электроды которого образованы пластиной 2 и электромагнитным экраном 3, что ре гистрируется С помощью соответствующей измерительной схемы (не показана) , Налример, при сближении катушки 1 индуктивности и экрана 3 увеличиваетсй емкость указанного конденса торного элемента преобразователя и уменьшается реактивная составляющая его индуктивного элемента - катушка 1 индуктивности, что приводит (при включении индуктивно-емкостного преобразователя, например, в колебатель ные контуры высокочастотных автогенераторов) к соответствующему изменению их частоты. Частота автогенера тора с включенным в его контур конденсаторным элементом преобразователя уменьшается, а частота автогенератора с включенным в его контур индуктивным элементом преобразователя увеличивается. Вычитая эти частоты одним из известных способов, можно получить информацию о линейном перемещении объекта. При выбранных соотношениях размеров катушки 1 и вырезов ,4 паза потери в пластине 2 на вихревые токи минимальны и минимально ее экранирующее воздействие на катушку 1. При этом магнитное поле катушки 1 практически полностью взаимодействует с экраном 3. Чувствительность предложенного преобразователя в б раз превышает чувствительность известного преобразователя при одинаковых габаритных размерах. Формула изобретения 1.Индуктивно-емкостной преобразователь линейных перемещений, содержащий KaTsmiKy индуктивности, укрепленную на ее торце электропроводящую пластину с вырезами и подвижный электромагнитный экран, образующий с электропроводящей пластиной электроды измерительного конденсатора, отличающий С я тем, что, с целью повышения чувствительности, вырезы в пластине выполнены под, торцом катушки в виде участков паза, аналогичного по форме сечению катушки, внутренние размеры паза равны внутренним размерам катушки, а ширина паза равна полуторной толщине катушки. 2.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что катушка выполнена прямоугольного сечения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Агёйкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., Машиностроение, 1965, с. 101, фиг.1, 77. 2.Авторское свидетельство СССР 464776, кл. G 01 в 7/08, 1973 (прототип) .

I/

7 6

Фиг.1

Фиг. I

г

-1