Магнитомодуляционный измерительный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 H01F38/30 

1

ИзоЬретение относится к измеритель ной технике и предназначено для измерения линейных перемещений и постоянного тока.

Известен магнитомодуляционный.измерительный преобразователь, содержащий два концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми размещены измерительная обмотка и выходная обмотка переменного тока, обмотка возбуждения размещена в магнитопроводах ГТ.

Недостатком такого преобразователя является ограниченный диапазон измерения. Пределы регулирования тока в преобразователе определяются пределами изменения магнитной индукции постоянного поля по длине цилиндров. . Зазор между цилиндрами не изменяется, поэтому проводимость воздушного зазора распределена вдоль цилиндров.Это не позволяет получить большого изменения магнитной индукции постоянного

ПОЛЯ, создаваемого измерительной обмоткой, путем перемещения выходной обмотки. Для увеличения пределов регулирования измеряемых токов требуется большая длина цилиндров. Сложность устройства обусловлена также необходимостью перемещения выходной обмотки и применения дополнительной индуктивности, включаемой в цепь измерительной обмотки для уменьшения наводки ЭДС обмоткой возбужде-

10 ния.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий

15 подвижный сердечник, два концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми в концентрической расточке установлена входная обмотка подмагничивания, в глухой

20 концентрической расточке внутреннего цилиндрического магнитопровода установлена выходная обмотка 12.

Недостатком данного преобразователя является низкая чувствительность и ограниченный предел измерения.

Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение пределов измерения.

Указанная цель достигается тем, что в магнитомодуляционном измерительном преобразователе, содержащем подвижный сердечник, магнитопровод в виде концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров, входную обмотку, расположенную в концентрической расточке между цилиндрами, и выходную обмотку, расположен ную в глухой концентрической расточке одного из цилиндров, магнитопро еод выполнен в виде п пар концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров со своими входными обмотками, расположенными в концентрических расточках между цилиндрами, и выходными обмотками, расположенными в глухих концентричес ких расточках цилиндров, причем выходная обмотка каждой пары цилиндров через введенный выпрямитель соедине-(8 последовательно с входной обмоткой следующей пары цилиндров и выходная обмотка последней пары цилиндров включена в выходную Ilienb, о каждая пара цилиндров отделена от соседней пары концентрической расточ кой и сердечник выполнен в виде п концентрически расположенных относительно друг друга ферромагнитных колец, между которыми размещены немагнитные кольца, расположенные против концентрических расточек, разделяющих каждую пару цилиндров. На фиг. 1 показан предлагаемый преобразователь, общий вид, разрез; на фиг. 2 - схема включения обмоток преобразователя. Магнитомодуляционный измерительй преобразователь содержит магнито провод 1, который выполнен в виде концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров 2-7-Мьжду каждыми двумя цилиндрами выполнены концентрические расточки, в которых размещены входные обмотки 8, 9 и 10 постоянного тока. Цилиндры, размещенные с внутренней и внешней сторон каждой входной обмотки, образуют пары, через которые проходят постоянные .магнитные потоки 11, 12 и 13, создаваемые соот ветственно обмотками 8, 9 и 10. Kawдая пара цилиндров отделена от соседней пары концентрической расточкой И. В цилиндрах каждой пары выполнены глухие концентрические расточки,

в которых размещены выходные обмотки 15, 16 и 17 переменного тока. Подвижный сердечник 18 выполнен в виде дис ка и установлен по отношению к магнигопроводу с зазором 19. Сердечник

состоит из ферромагнитных колец 20, разделенных между собой немагнитными кольцами 21. Число ферромагнитных колец равно числу цилиндров. Каждое ферромагнитное кольцо расположено против одной-пары цилиндров и является участком его магнитной цепи. При таком устройстве постоянные магнитные потоки 11, 12 и 13 замыкаются только через свои ферромагнитные кольца 20. Выходные обмотки 15, 16 и 17 создают переменные магнитные потоки,магнитные цепи для которых замкнуты соответственно в концентрических цияиндрах 3, 5 и 7- Входная обмотка 8 подключена к источнику постоянного тока, а обмотки 9 и 10 включены через выпрямитель 22 последовательно с входными обмотками 15 и 16, Величины постоянных токов, прохо дящих через обмотки 9 и 10, определяются, индуктивными сопротивлениями соответственно обмоток 15 и 16. С другой стороны, индуктивность обмоток 15 и 1б зависит от постоянных магнитных потоков 11 и 12, создаваемых обмотками 8 и 9- Индуктивность обмотки 17 определяется постоянным магнитным потоком 13Таким образом, индуктивность выходной обмотки 17 определяется величиной зазора 19 и током обмотки 8. Изменение индуктивности обмотки 17 может происходить путем изменения зазора 19 (при неизменном токе обмотки 8) при измерении перемещё ний, так и за изменения тока обмотки 8 (при неизменном зазоре 19) при измерении постоянного тока, д обо их случаях изменение индуктивное1и обмотки 17 является результатом влияния следующих факторов : изменения постоянного магнитного потока обмотки 8;многоступенчэтого (в данном случае двукступенчатого) действия положительной обратной связи. Диапазон измерения поотоянного тока регулируется изменением Зг-13Ора 19 между сердечником 18 и магнитопроводом 1 . На фиг. 1 показаны три пары нонцентрически расположенных цилиндров с выходной и входной обмотками в каж дои паре. Преобразователь может содержать четыре, пять и более в общем случае П пар цилиндров со своими вхо ными и выходными обмотками. Преобразователь работает следующи образом. При измерении перемещений постоян ный ток подается в обмотку 8. На обмотки 15, 16 и 17 подаются переменны напряжения. При заданной величине по стоянного тока, протекающего через обмотку 8, индуктивность обмотки 15 результате прдмагничивания потоком 11 имеет определенное значение. Это значение индуктивного сопротивления посредством выпрямителя 22 определяет величину постоянного тока обмотки 9,создающего постоянный магнитный поток 12. Последний уменьшает индуктивность обмотки 1б до величины, которая посредством выпрямителя 22 опр деляет значение тока обмотки 10, соз дающего поток 13, определяющий индук тивность обмотки 17- Индуктивностью последней определяется величина зазо ра 19 или значение тока через обмотку 8. При перемещении сердечника 18 и уменьшении зазора 19 возросший постоянный поток 11 уменьшает индуктив ность обмотки 15, что приводит к повышению тока обмотки 9- Возрастание магнитного потока 12 происходит одновременно за счет уменьшения зазора 19 и увеличения тока обмотки 9Поток 12 уменьшает индуктивность обмотки 16, повышает ток обмотки 10. Магнитный поток 13 также увеличивается за счет двух факторов: уменьшения зазора 19 и возрастания тока обмотки 10.Индуктивность обмотки 17 уменьшается, а ток через нее увеличивается. Увеличение зазора 19 приводит посредством повышения индуктивности обмоток 15 и 16 и уменьшения тока через обмотки 9 и 10 к повышению индуктивности обмотки 17При измерении постоянного тока увеличение его через обмотку 8 приводит к возрастанию постоянного магнитного потока 11 и уменьшению индуктивности обмотки 15, что приводит к повышению тока обмотки 9 и возрастанию. постоянного магнитного потока 12. Поток 12 уменьшает индуктивность об96 МОТКИ 16 и благодаря этому повышается ток обмотки 10. D результате увеличивается постоянный магнитный поток 13 и уменьшается индуктивность обмотки 17, которая и определяет истинную величину тока обмотки 8. При уменьшении тока обмотки 8 индуктивность обмотки 17 возрастает. В таком преобразователе многоступенчатая положительная обратная связь повышает чувствительность преобразователя к перемещению и расширяет диапазон измерения постоянного тока. Магнитомодуляционный измерительный преобразователь применяется в системе контроля положения агрегата АБШ-2 в штреке. Регистрация перемещений, измеряемых сотыми долями миллиметра, позволяет измерить углы наклона АБШ-2 в штрек с точностью до 10 мин. В связи с отсутствием средств для измерения небольших углов наклона машин в шахтных условиях, где к преобразователям предъявляются дополнительные требования искробезопасной мощности, применение такого преобразователя позволяет повысить на 1015 добычу угля за счет недобура скважин. При проектной производительности 210 т/сут применение системы контроля положения с магнитомодуляционным измерительным преобразователем дает экономический эффект в 5 тыс.руб. в год на один агрегат. Формула изобретения Магнитомодуляционный измерительный преобразователь, содержащий подвижный сердечник, магнитопрювод в виде концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров,входную обмотку, расположенную в концентрической расточке между цилиндрами, и выходную обмотку, расположенную в глухой концентрической расточке одного из цилиндров, отличающийся тем, что, с.целью повышения чувствительности и расширения пределов измерения, магнитопровод выполнен в виде ri пар концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров со своими входными . обмотками, расположенными в концентрических расточках между цилиндрами, и выходными обмотками, расположенны