Датчик зазора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК гг 9) иг 1юг)4 С 01 В 7 0 А Я ЗОБР ОПИСА ТЕПЬС В ТОР СКОМУ( 613/245.85 1.87. Бюл. УБелов, А.Н.ВВ.В,Понома.Яковлев3 17.39:531,7нт США У 388Ч 3/08.ивный датчикских предмет лчанс и,.Спокойв, М.М 7(08819,ениятрони(476),приближв Эле с англ. т1976,абатывани датчикаы. Датчую катуш при воздеист вии температу незкранирован ности с отвод ержит ку 1 индуктивечником 2, на м и екотором рас одится ферро оян от которогоый объект 3,агни ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Датчик зазора относится к и мерительной технике. Цель изобрет ния - повьппение стабильности точк первый конденсатор 4, детектор.5, усилитель 6, имеющий инвертирующий и неинвертирующий выходы, пару взаимно расстроенных ЬС-контуров 7, 8, резистор 9, пороговую схему 10 и второй конденсатор 11. При достижении объектом 3 заданного расстояния от сердечника 2 в колебательный контур из катушки 1 и конденсатора 4 вносятся потери за счет наведения вихревых токов. Добротность контура 1, 4 снижается и амплитуда колебаний в нем резко уменьшается. В результате срабатывает пороговая схема. Сущность изобретения заключается в использовании для термокомпен-сации частотно-зависимой положительной обратной связи на основе пары взаимно расстроенных ЬС-контуров.Параметры взаимно расстроенных ЬСР% контуров выбраны так, чтобы при из- Я менении температуры они работаликак преобразователь температуры в частоту. 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины зазора в различных технических устройствах, в частности в станках с числовым 5 программным управлением ЧПУ).Целью изобретения является повышение стабильности точки срабатывания датчика зазора при воздействии температуры путем компенсации темпе ратурного дрейфа параметров блоков.На фиг, 1 изображена функциональная схема датчика зазора; на фиг. 2 амплитудно-частотная характеристика АЧХ) пары взаимно расстроенных ЬС 15 контуров.Датчик зазора содержит неэкранированную катушку 1 индуктивности с отводом и сердечником 2, на некотором расстоянии от которого находится ферромагнитный объект 3. Первый конденсатор 4 подключен параллельно катушке 1 индуктивности, Детектор 5 входом соединен с первым выводом катушки индуктивности, а выходом соединен с входом усилителя 6. Пара взаимно расстроенных ЕС-контуров 7 и 8 последовательно включена между неинвертирующим выходом усилителя 6 и первым выводом резистора 9,вто 30 рой вывод которого соединен с отводом катушки 1 индуктивности. Инвертирующий выход усилителя 6 соединен с. первым входом пороговой схемы 10 и первым выводом второго конденсатора 11, второй вывод которого соединен с вторым выводом катушки 1 индуктивности, общей шиной и вторым входом пороговой схемы 10.Детектор 5 выполнен с широкополосной нагрузкой, что позволяет использовать усилитель 6 для одновременного усиления как низкочастотных составляющих спектра сигнала, так и составляющей сигнала на частоте авто- генератора, Разделение этих составляющих осуществляется раздельными нагрузками на выходах усилителя 6.ЬС-контуры 7 и 8 являются элементами термокомпенсирующей цепи положительной обратной связи, образованной блоками 1,4, 7,8, 5 и 6.Элементы контуров выбирают таким образом, что при изменении температуры частоты их настройки Х, и Г изменяются только в одну сторону - увеличиваются или уменьшаются. Это достигается, например, включением конденсаторов с большим температурнымизменением емкости. В этом случаепри изменении температуры происходитдвижение двугорбой амплитудно-частотной характеристики по оси частотвлево или вправо, т,е, получаетсяпреобразователь изменения температуры в частоту, но с характеристикой)соответствующей модулю АЧХ взаимнорасстроенных контуров (фиг. 2),Датчик зазора работает следующимобразом.Когда ферромагнитный объект 3 находится от сердечника 2 на расстоянии большем заданного в контуре, состоящем из неэкранированной катушки1 индуктивности и первого конденсатора 4, поддерживаются за счет положительной обратной связи с выходаусилителя 6 незатухающие электрические колебания.Эти колебания детектируются детектором 5,Полученные низкочастотные и высокочастотные составляющие сигналаусиливаются усилителем 6, Высокочастотная составляющая выходного сигнала усилителя 6 фильтруется цепью положительной обратной связи (блоки,8, 1, 9 и 4), обеспечивая незатухающие электрические колебания, а низкочастотные составляющие его выходного сигнала фильтруются вторым конденсатором 11 и поддерживают пороговую схему 10 в таком состоянии,прикотором ее выходное напряжение близко к нулю или нуль.При достижении ферромагнитнымобъектом 3 заданного расстояния (зазора) от сердечника 2, в колебательный контур из катушки 1 и конденсатора 4 вносятся потери за счет наведения в ферромагнитном материалеобъекта 3 вихревых токов, которыепоглощают энергию высокочастотногополя, рассеиваемого катушкой 1 индуктивности. Добротность контура снижается и амплитуда электрических колебаний в нем резко уменьшается либо колебания прекращаются вовсе,Постоянное напряжение на выходе усилителя 6 снижается и становится нижепорогового. На выходе пороговой схемы 10 появляется высокий уровеньнапряжения.Для осущестления термокомпенсации предварительно для данного образца датчика измеряются зависимость185315 фиг. Г Составитель А,йароватовРедактор В.Иванова Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар 5/43 Тираж 6 ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, ЖПодписноета СССРрытийнаб., д. ака ен о комийио тени 5, Р с Проектн Прои одственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро точки срабатывания датчика от температуры при закороченных контурах 7 и 8 (частотно-независимая положительная обратная связь). Зная эту зависимость, выбирают на ЛЧХ рабочую 5 точку так, чтобы при таком же изменении температуры сопротивление взаимно расстроенных контуров 7 и 8 изменялось по закону, обратному преДварительно измеренной зависимости точки срабатывания датчика от температуры (7 и 8 закорочены). Затем включают в цепь положительной обратной связи контуры 7 и 8.15 формула,изобретения Датчик зазора, содержащий первый конденсатор, включенный параллельно неэкранированной катушке индуктивнос ти с сердечником и отводом, усилитель, резистор, подключенный одним выводом к отводу катушки индуктивности, детектор и пороговую схему,25 о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью повышения температурной стабильности точки срабатывания, онснабжен колебательным контуром, выполненным в.виде двух взаимно расстроенных ЕС-контуров и имеющим амплитудно-частотную характеристикус двойным переходом непрерывнойпервой производной от положительного значения к отрицательному с температурным коэффициентом частоты заданного знака, включенным между неинвертирующим выходом усилителя идругим выводом резистора, вторым конденсатором, первый вывод которогоподключен к инвертирующему выходуусилителя и первому входу пороговойсхемы, а второй вывод подключен кобщей шине и второму входу пороговойсхемы, детектор включен между входомусилителя и одним выводом неэкранированной катушки индуктивности,другой вывод которой соединен с общейшиной.