Индуктивный преобразователь линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 111 28685 В 700 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ости о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(46) 15.01,90, Бюл, Р 272) 1 О,А. Парюгин, О,В, Рожнов, В,11, Карабанов и В,М. Кашин (53) 621.317,39;531,71(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 443247, кл. С 01 В 7/00, 1972.Авторское свидетельство СССР В 991170, кл, С 01 П 5/22, 1981. (54)(57) ИНДУКТИВНЬ 1 Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий две последовательно встречно включенные обмотки в форме трапеций с обращенными в противоположные стороны параллельными одноименными основаниями и размещенный на продольной оси Изобретение относится к измериельной технике и может быть использовано для контроля линеинцх перемещений объектов ьдоль продольной оси при возможности одновременных небольших смещений в поперечной плоскости,Известен индуктивный преобразователь перемещений, содержащий пару обмоток трапецеидальной формы и ферромагнитный якорь со скошенными боковыми поверхностями.Его недостатком является низкая точность, обусловленная нестабильностью зазора между якорем и торцевой плоскостью трапецеидальнцх обмоток,Наиболее близким к изобретению по техническому решению является индуктивный преобразователь линейных перемещений, содержащий две последовательно встречно включенные обмотки симметрии между ними ферромагнитныйякорь, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения точности путем устранения погрешности от смещения якоря в поперечной плоскости, онснабжен двумя дополнительными обмотками, выполненными аналогично основным обмоткам, пары обмоток с обращенными в одну сторону маллми основания -ми трапеций размещены в плоскостях,наклонных друг к другу под углом,сходящимся в сторону малых основанийтрапеций и включены между собой согласно, а ферромагнитный якорь выполнен в виде тела вращения, диаметр которого меньше, чем расстояние мду малыми основаниями трапеций. в форме трапеций с обращенными в противоположные стороны параллельными одноименными основаниями и размещенный на продольной оси симметрии между ними ферромагнитный якорь. Обе обмотки установлены в параллельных плоскостях, а якорь выполнен в виде прямоугольного стержня, обращенного торцами к плоскостям трапецеидальных обмоток,.Недостатком этого преобразователя является низкая точность, обусловленная погрешностью от смещений якоря в поперечной плоскости, перпендикулярной продольной оси симметрии,елью изобретения является повыш точности путем устранения погрет смещений якоря в поперечноЭта цель достигается тем, что индуктивный преобразователь линейныхперемещений, содержащий две последовательно встречно включенные обмотки.5в форме трапеций с обращенными впротивоположные стороны параллельными одноименными основаниями и размещенный на продольной оси симметриимежду ними ферромагнитный якорь,снабжен двумя дополнительными обмотками, выполненными аналогично основным обмоткам, пары обмоток с обращенными в одну сторону малыми основаниями трапеций размещены в плоскостях,наклоненных друг к другу под углом,сходящимся в сторону малых основанийтрапеций, и включены между собой согласно, а ферромагнитный якорь выполнен в виде тела вращения, диаметр ко Оторого меньше, чем расстояние междумалыми основаниями трапеций,На чертеже приведено схематическоеизображение преобразователя.Преобразователь содержит основную 25обмотку 1 в Форме трапеции с малымоснованием, обращенным вниз, основную обмотку 2 в Форме трапеции с малым основанием, обращенным в противоположную сторону, т.е. вверх, выполненные аналогично основным обмоткам1 и 2 дополнительные обмотки 3 и 4,и ферромагнитный якорь 5, который выполнея в виде тела вращения и размещен между обмотками 1-4 на продольной35оси 6 симметрии преобразователя, которая совпадает с направлением контролируемых перемещений и с продольной осью якоря 5.Основная обмотка 1 и дополнительная обмотка 3, образующие пару обмоток с обращенными в одну сторону малыми основаниями трапеций, включенымежду собой последовательно согласнои размещены в наклоненных дРуг к другу плоскостях, образующих угол Ы исходящихся к малым основаниям трапеций, расстояние между которыми равно Ь, Пары обмоток 1,3 и 2,4 соединены между собой встречно и подключенык вторичному преобразователю индуктивного сопротивления в электрическийсигнал (на чертеже не показан).Якорь 5 выполнен с возможностьюперемещения как вдоль оси 6 продольной симметрии преобразователя, совпа 55дающей с осью Е, так и с возможностьюмалых перемещений ( дрейфа ) в направлениях по осям Х и У, перпендикулярных к оси Е, а также с воэможностьювращения вокруг собственной оси.Якорь 5 выполнен с диаметром, меньшим чем расстояние Ъ между малымиоснованиями трапеций,Минимальный размер диаметра и высоты якоря выбирается исходя из требований к чувствительности преобразователя и диапазону контролируемыхперемещений.Преобразователь работает следующим образом,Исходным положением якоря 5 является центр поперечной симметрии преобразователя на оси 6, соответствующий точке ее пересечения с плоскостьюмедиан трапеций, В этом положениииндуктивные сопротивления всех обмоток равны и выходной сигнал преобразователя равен нулю, При перемещенииякоря 5, например вверх, в положение,указанное на чертеже, уменьшаетсярасстояние от якоря до плоскостейпары обмоток 1 и 3, что приводит квозрастанию их суммарной индуктивности, Одновременно увеличивается расстояние якоря 5 до плоскостей парыобмоток 2 и 4, что приводит к уменьшению их суммарной индуктивности. Изменение индуктивных сопротивленийэтих пар обмоток в противоположныхнаправлениях преобразуется с помощьювторичного преобразователя в пропорциональную величину электрическогосигнала, Вследствие дифференциальноговстречного включения пар обмоток1,3 и 2,4 обеспечивается линейностьпреобразования контролируемого продольного перемещения якоря 5 в электрический сигнал. Так как якорь 5 обладает симметричной Формой относительно своей оси, его вращение, очевидно, не приводит к изменению величин индуктивностей обмоток 1-4. Приотклонении якоря 5 от оси 6 симметрии в поперечной плоскости по направлениям Х и У суммарная индуктивностьпар обмоток 1,3 и 2,4 остается постоянной с точностью до величины первого порядка малости, так как индуктивность одной из обмоток пары возрастает, а другой обмотки падает. Имеющиеся незначительные измерения суммарной индуктивности обмоток каждойпары совпадают по закону. При этом,вследствие дифференциального включения, разность изменений суммарной индуктивности пар обмоток имеет величи1128685 едактор Л. Письман Техред Л,Сердюкова КоРРектор М, КУчеРявая писное Тираж 500рственного комитета113035, Москва, Ж 53Гос ЭаВНИИПИ изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР5, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгор Гагарина,1 ну второго порядка малости, т.е.практически не зависит от поперечных отклонений якоря 5 от оси симметрии. в поперечной плоскости. Таким обра 5 эом, несмотря на смещения якоря в поперечной плоскости или его вращение выходной сигнал преобразователя остается неизменным и поэтому погрешность от смещения якоря в поперечной 10 плоскости отсутствует. За счет этого обеспечивается повышение точности данного преобразователя по сравнению с известным.Кроме тога, якорь в предлагаемом преобразователе может быть выполнен с меньшими линейньаки размерами (диаметром), чем в известном, что ведет к уменьшению его массы, Таким абра" зом, предложенный преобразователь оказывает меньшее воздействие на объект контроля и может быть применен для решения более широкого круга задач.