Датчик линейных перемещений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 30.11.79 (21) 2845421/25-28с присоединением заявки йо(51)М. Кл з С 01 В 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и откр ыти й(54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бЫть использованс, в частности, для измерения линейных перемещений.Известны трансформаторные датчики линейных перемещений, содержащие обмотку возбуждения и измерительную обмотку, одна из которых размещается на подвижном элементе,связываемом с контролируемым объектом в процессе измерений 1.Недостатком их является низкая надежность из-за наличия токоподвода к подвижной обмотке.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является датчик линейных перемещений, содержащий расположенные соосно неподвижные обмотку возбуждения и измерительную обмотку, размещенную между ними ферромагнитную шайбу и подвижный элемент, связываемый с контролируемью объектом впроцессе измерений и выполненный из ферромагнитного материала 21. Датчик заключен в ферромагнитный корпус.Однако, этот датчик имеет относительно низкую точность измерений при работе,в широком интервале тем-. ператур, что обусловленс температур. ной нестабильностью параметров егоферромагнитного подвижного элементаи кожуха, выполняющего функции неподвижного магнитопровода датчика.Целью изобретения является повышение точности измерений датчика.Для достижения поставленной целидатчик снйбжен распределенной корсткозамкнутой обмоткой, размещенной на1 О,подвижном элементе и имеющей длину,равную сумме длин обмотки возбуждения, измерительной обмотки и размещенной между ними ферромагнитной,шайбы, а подвижный элемент выпол 15 нен из .,диэлектрика.,На чертеже схематически изображен датчик линейных перемещений ипоказаны силовые линии магнитныхпотоков взаимоиндукции,пронизываю 20 щих обмотки датчика.Датчик линейных перемещений содержит неподвижные обмотку 1 возбуждения и измерительную распределен-,ную обмотку 2, размещенные соосно25 на диэлектрическом каркасе 3 иотделенные одна от другой ферромагнитной шайбой 4, Аналогичные шайбы 4 могут быть размещены и с торцовобеих обмоток. На подвижном элементе30 5 датчика, выполненном из диэлектри853369 И Заказ 56 1 Тираж 642 Подписно ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная ка, размещена распределенная коротко- замкнутая обмотка 6, длина которой (т.е. длина обмотанной части подвижного элемента 5) равна сумме длин обмотки 1 возбуждения, измерительной обмотки 2 и Ферромагнитной шайбы 4, размещенной между ними.Датчик работает следующим образом.При подключении обмотки 1 возбуждения к источнику питания переменного тока (на чертеже не показан) в короткозамкнутой обмотке 6 потоком взаимоиндукции, сцепленным с витками обмоток 1 и б,наводится ЭДС взаимо- индукции, под действием которой в этой обмотке протекает ток. Величина ЭДС и тока не зависят от положения обмотки 6 относительно обмотки 1, так как при перемещении подвижного элемента 5 на расстояние, не превышающее длину измерительной обмотки 2, в любом положении подвижного элемента против обмотки 1 возбуждения всегда находится одинаковое число витков короткозамкнутой обмотки 6.Ток обмотки 6 создает поток взаимоиндукции, пересекающий витки обмоток 6 и 2, под действием которого в обмотке 2 наводится ЭДС взаимной ,индукции. Величина этой ЭДС является функцией положения подвижного элемента 5, т.к. зависит от площади взаимного перекрытия обмоток 2 и 6. Благодаря экранирующему воздействию ферромагнитной шайбы 4, размещенной между обмотками 1 и 2, уменьшается паразитный поток взаимной индукции, наводящий в измерительной обмотке 2 паразитную ЭДС. Величина этой ЭДС не зависит от положения годвижного элемента 5 и определяет нулевой о сигнал на зажимах обмот 2 си 2, соответствующий полному выводу обмотки 6 из зоны размещения обмотки 2.При необходимости устранения потоков рассеяния с торцовых поверхностей подвижной короткозамкнутой обмотки 6, последняя может быть ог,раничена ферромагнитными шайбами также, как и неподвижные обмотка 1 возбуждения и измерительная обмотка Г 23Датчик может быть выполнен идифференциальным, для чего достаточно поместить на необмотанную частькаркаса 3 еще одну измерительную обмотку 2, оставив всю остальнуюгеометрию датчика без изменения.Благодаря исключению из конструкции датчика ферромагнитных и магнитопроводящих деталей (шайбы 4 выполняют здесь Функции магнитных шунтов)и выполнению подвижного элементадатчика из диэлектрика с размещенной на нем распределенной короткозамкнутой обмоткой повышается точ ность измерений датчика в более широком интервале изменения температур.Вместе с этим, отсутствие в предлагаемой конструкции гальваническоготокоподвода к подвижной обмотке по- Я вышает его надежность. формула изобретения Датчик линейных перемещений,содержащий расположенные соосно неподвижные обмотку возбуждения и измерительную обмотку, размещеннуюмежду ними ферромагнитную шайбу, игодвижный элемент, связываемый сконтролируемым объектом в процессеизмерений, о т л и ч а .ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерений, он снабжен распределен 35ной короткозамкнутой обмоткой разРмещенной на подвижном элементе иимеющей длину, равную сумме длин обмотки возбуждения, измерительнойобмотки и размещенной между нимиферромагнитной шайбы, а подвижный40 элемент выполнен из диэлектрика.Источники информации,.принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 476439, кл. С 01 В 7/00, 1973.45 2Авторское свидетельство СССРР 483568, кл, С 01 В 7/00, 1973