Датчик линейных перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/00 

(54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений различных объектов, например в нефтяной промьшшенности для измерения хода штока балансира станка-качалки глубинных штанговых насосов и т.п.

Известны-преобразователи перемещений индукционного типа, содержащие магнитопровод с первичной и вторичной обмотками и подвижный элемент, например ферромагнитный сердечник 1.

Недостатком их является чувствительность к искажению форим питающего напряжения и к изменению магнитной проницаемости сердечника, которые ухудшают точность измерения перемещений.

Наиболее«Ллизким техническим решением к изобретению является датчик линейных перемещений, содержащий два взаимно перпендикулярных магнитопровода с размещенными на них обмоткой возбуждения и измерительными обмотками. Обмотка возбуждения размещена на центральном стержне магнитопроводов, а измерительные обмотки на крайних стержнях обоих магнитопроводов. Благодаря взаимно перпендикулярному расположению этих магнитопроводов отсутствует взаимоиндуктивная связь между парами измерительных обмоток. Подвижныгл злементом датчика является ферромагнитная пластина, размещенная у открытых торцов магнитопроводов .

Недостатком датчика является ог10раниченная помехозащищенность, а следовательно, и точность, обусловленные влиянием искажения формы кривой питающего напряжения и температурной нестабильностью магнитной проницае15 мости сердечника магнитопровода.

Целью изобретения является повышение точности датчика.

Для достижения поставленной цели 20 датчик линейных перемещений снабжен обмоткой смещения постоянного тока и конденсатором, обмотка возбуждения размещена на одном из магнитопроводов, связываемом с контролируемым 25 объектом в процессе измерения, измерительная обмотка и обмотка смещения постоянного тока размещены на втором магнитопроводе, а конденсатор подключен параллельно 30 измерительной обмотке. На чертеже представлена принципиальная схема датчика линейных перемещений. Он содержит два П-образных ма-гнитопровода 1 и 2, размещенных взаимно перпендикулярно на расстоянии оди от другого. На одном из них размещена обмотка 3 возбуждения, подключе ная к источнику 4 напряжения перемен ного тока. На втором магнитопроводе .размещена обмотка 5 смещения постояв ного тока, подключенная к источнику б напряжения постоянного тока, и измерительная обмоЛа 7. К зажимам измерительной обмотки подключен конденсатор 8 и регистрирующий прибор 9 Датчик линейных перемещений работает следующим образом. При подаче напряжения переменного тока на обмотку 3 возбуждения датчика в магнитопроводе 1 возникает магнйтный поток Ф , загвлкающийся по воздуху между открытыми торцами этого магнитопровода. Часть этого потока, зависящая от расстояния между обоими магнитопроводами 1 и 2, ответБляется во второй магиитопровод 2 однако эта часть потока Ф не наводит полезный сигнал, завися ;р й от перемещения магнитопровода 1, в размещенной на магнитопроводе 2 иэмерительной обмотке 7, так как не пересекает ее витков вследствие взаимно перпендикулярного расположения магни топроводов 1 и 2 и обмоток 3 и 7, но влияет при этом на величину магнитно го сопротивления магнитопровода 2, В результате, этого изменяется индуктивность измерительной обмотки If а следовательно, изменяется и. нап ряжение, возникающее на выходе дат- чика вследствие эффекта параметрической генерации, которое контролируется регистрирующим прибором 9. Чем меньше расстояние между магнитопроводами 1 и 2, тем сильнее изменяется магнитное сопротивление магнитопровода 2 и больше выходное напрядсенке датчика. Благодаря наличию обмотки смещения постоянного тока осуществляется регулируемое подмагничивание постоянным током сердечника магнитопровода 2, вследствие чего увеличивается крутизна выходной характеристики датчика. Ввиду того, что выходное напряжение датчика создается в результате параметрической генерации, оно не зависит от искажений формы пи.тающего напряжения. Таким образом, датчик оказывается нечувствительным к влиянию помех по его.цейи возбуждения, вследствие чего повышается его точность. Формула изобретения Датчик линейных перемещений, содержащий два взаимно перпендикулярных магнитопровода с размещенными на них обмоткой возбуждения и измерительной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью повы1г1ения точности он снабжен обмоткой смещения постоянного тока и конденсатором, обмотка возбуждения размещена на одном из магнитопроводов, связываемом с контролируемым объектом в процессе измерения, измерительная обмотка и обмотка смещения постоянного тока размещены на втором магнитопроводе, а конденсатор подключен параллельно измерительной обмотке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Куликовский Л.Ф. Индуктивные измерители перемещений. М-Л., Госэнергоиздат, 1961, с. 30. 2.Авторское свидетельство СССР 665202, кл. G 01 В 7/00, 1975 (npo-f тотип).

От oSbCKma . измеренил 1

/у

Х

/.