Преобразователь перемещения Советский патент 1983 года по МПК G01B7/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Йаобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений .

Известен преобразователь перемещения f содержащий магнитопроводящий винт с однозаходной винтовой резьбой заданного шага связываемый с контролируем объектом, и цилиндрическая втулка с двухзаходной резьбой на ее-поверхности, шаг которой равен половине шага резьбы магнито-г проводящего винта. В пазах двухзаходной резьбы размещены две измерительные обмотки fl.

Недостатками этого преобразователя являются ограниченная точность н шнейность выходной характеристики, Обусловленные неравномерным силов1М взаимодействием магнитопроводящего винта и втулки с обмотками, а также наличием высших га{Х4оник в выходном сигнале преобразователя из-за нелинейности характеристики намагничивания его магнитопроводящих участков.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещения, сЬдержгиций магнитопровод, выполненный в виде двух протяженных коаксиально установленных элементов с обращенными один к другому выступами однозаходной резьбы одинакового шага,

5 размеФ енную на магнитопроводе обмотку возбуждения, установленный в зазоре между коаксиальными злементами и связываемый с контролируем объектом в процессе измерения подвижный цилиндрический элемент с резь10бой на его поверхности, шаг которой связан определенным соотношением с шагом однозаходной резьбы, и ра.змещенную в пазах резьбы подвижного элемента секционированную измери15тельную обмотку. Резьба на подвижном элементе выполнена, двухзаходной и пересечена продольными канавками для обеспечения укладки секций двух измерительных обмоток. Секции одной

20 из обмоток уложены вдоль нечетных участков пазов, а секции другой вдоль четных участков пазов 2.

Недостатками известного преобразователя являются нелинейность его

выходной характеристики в зоне мллах перемещений и несикметрнчность зтой характеристики относительно начала координат из-за влияния потоков рассеяния (выпучивания) на краях

.30 резьбовкдшх выступов магнитопровода. Цель изобретения - повьаяение линейности выходной характеристики, Цель достигается тем, что в преобразователе перемещения, содержащем магнитопровод вьтолненный в виде двух протяженных коаксиально установленных элементов с обращенными один к другому выступами однозаходной резьбы одинакового шага, размещенную на магнитопроводе обмот ку возбуждения, установленный в зазоре между коаксиальными элементами и связываемый с контролируемым объе том в процессе измерения подвижный цилиндрический -элемент с резьбой на его поверхности, шаг которой свя зан определенным соотношением с шагом одноваходной резьбы, и размещен ную в пазах резьбы подвижного элемента секционированную измерительну обмотку, резьба на подвижном элемен те выполнена с числом заходов больш двух, например трехзаходной с равно удаленными положениями крайних заходов относительно среднего захода На фиг.1 схематически изображен преобразователь, общий вид; на фиг,2 - развертка цилиндрического элемента с измерительными обмоткам на фоне области сконцентрированног магнитного, поля (показано точками) вдоль выступов однозаходной резьбы магнитопровода. - , преобразователь перемещения сот держит магнитопровод, выполненный в виде двух протяженных коаксиально установленных элементов - магнитопроводящих винта 1 и втулки 2, имею щих на смежных поверхностях одноза.ходные винтовые резьбы с одинаковым шагом ц. Винт 1 и втулка 2 отделены зазором и установлены так, чтобы выступы 3 из резьб были обращены один к другому. Между торцовыми поверхностями винта 1 и втулки 2 разм щена обмотка 4 возбуждения, охвачен ная снаружи магнитопроводящей гильЗОЙ 5, которая магнитно связывает винт и втулку в единую замкнутую магнитную систему. В зазоре между винтом 1 и втулкой 2 размещен подвижный цилиндрический элемент б, на поверхности которого выполнены пазы трехзаходной винтовой резьбы с симметричным положением крайних заходов относительно среднего захода. Расстояние между пазами заходов резьб выбирается с учетом краевой деформации магнитного поля возбужде ния под выступами однозаходной резь Пазы трехзаходной резьбы разделены на участки продольными канавками 7 и размещены с шагом tnt связанным следующим соотношением с шагом t, однозаходной резьбы: . , Ь-х 1 2 п где b - ширина выступов однозаходной резьбы; п - количество витков однозаход-i ной резьбы; X - величина измеряемого перемещения . Ширина Ъ выступов 3 однозаходной резьбы должна быть значительно меньше пазов между ними и больше зазора между винтом 1 и втулкой 2. В пазах трехзаходной резьбы уложены секции двух измерительных обмоток 8 и 9. При этом секции 10 одной из обмоток 8 размещены вдоль нечетных участков . рядов, а секции 11 второй из них. (обмотки 9) размещены вдоль четных участков пазов этой резьбы. Преобразователь перемещения работает следующим образом. При подаче напряжения переменного тока на обмотку 4 возбуждения преобразователя в его двух измерительных обмотках 8 и 9 индуктируются ЭДС, пропорциональные площади сконцентрированного под выступами однозаходной резьбы магнитного поля возбуждения, охватываемой каждой из обмоток. При перемещении подвижного элемента б с измерительными обмотками 8 и 9 относительно выступов однозаходной резьбы магнитопровода происходят взаимно противоположные приращения основного магнитного по тока в измерительных обмотках 8 и 9, что обуславливает удвоенное приращение ЭДС на выходе преобразователя благода эя дифференциальному включению его измерительных обмоток. Выбранное соотношение шагов t и t однозаходной резьбы на магнитопроводе и .многозаходной резьбы на подвижном элементе обеспечивает чувствительность преобразователя к перемещениям X меньшим, ишрина Ь. выступов однозаходной резьбы магнитопровода, что обуславливает высокую разрешающую способность преобразователя , В вариантах исполнения преобразователя его обмотка 4 возбуждения может быть выполнена не сосредоточенной, а бифилярно уложенной в пазах однозаходной резьбы одного из коаксиальных элементов 1 или 2 магнитопровода, Бифилярно намотанными вокруг выступов многозаходной резьбы подвижного элемента могут быть и измерительные обмотки преобразователя , Применение на подвижном элементе Многозаходной резьбы, например трехзаходной с симметричным расположением крайних заходов относительно среднего захода, повышает стабильность изменения потоков рассеяния (выпучивания) над пазами однозаходной резьбы на единицу перемещения подвижного элемента, что повышает

линейность выходной характеристика преобразователя.

Формула изобретения

и размещенную в пазах резьбы подвижного элемента секционированную измерительную o6MotKy, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности выходнойхарактеристикй, резьба на подвижном элементе выполнена с числом заходов больше двух.

Источники информации, принятыево внимание при экспертизе

fO , 4