Дифференциальный датчик

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫИ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к электроаппаратостроению и может быть использовано для контроля контактных нажатий ряда электрических аппаратов. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения возможности использования измерения тягового усилия. В устройство дополнительно введены стоп 4 с регулировочным элементом 6, глухой и проходной фланцы и пружина 8. Стоп выполнен с возможностью перемещения, идентичен якорю 2 по своим размерам и установлен симметрично якорю относительно поперечной плоскости симметрии. В устройстве используется возбуждающая катушка, которая предназначена для подключения к источнику постоянного тока. 3 ил.7 Г вательи тех т вскии е ап 416,видетельство СС Н 01 Р 7/13, 19 видетельство СС С 01 В 7/00, 19 Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследский, проектно-конструкторскинологический институт низковоного аппаратостроения и Харькполитехнический институт135Изобретение относится к электроаппаратостроению и может быть использовано для контроля контактных нажатий пружин ряда электрических аппаратов, в том числе автоматических включателей.Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения возможности использования измерения тягового усилия.На фиг. 1 схематически изображендифференциальный датчик цилиндричес-.кого типа; на фиг. 2 - схема подключения катушки постоянного тока;на фиг. 3 - то же, переменного тока.Дифференциальный датчик цилиндрического типа (фиг. 1) содержит Ферромагнитный цилиндрический корпус 1,внутри которого помещен также цилиндрический якорь 2, со штоком 3, Цилиндрический стоп 4 выполнен с возможностью перемещения и по размерамравен якорю. Датчик снабжен глухимнемагнитным упором 5, к которому прикреплен с помощью регулировочногоэлемента 6 стоп 4, и проходным немагнитным упором 7, имеющим сквозное отверстие, через которое прохоцит шток 3,Наличие немагнитных упоров 5 и 7обеспечивает симметрию датчика в исходном состоянии. На штоке 3 помещена пружина 8, оцин конец которойупирается в проходной упор , а другой конец закреплен на штоке 3 с возможностью ее перемещения. Внутри корпуса расположены катушка 9 постоянного тока (фиг. 2) и катушки 10 и11 переменного тока. Катушки 10 и11 (фиг, 3) соединены последовательно и встречно и расположены симметрично относительно поперечной плоскости симметрии (фиг. 1), На корпусе 1 установлен Ферромагнитный Фланец12, на котором закреплен глухойупор 5, Нерабочие (паразитные) зазоры электромагнита равны между собой. Секции катушек 10 и 11 переменного тока включены в соседние плечи уравновешенного сопротивлениямирезисторов 13 и 14 моста, в выход -ную диагональ которого включено сопротивление 15 нагрузки. Сечение обмоточного провода и число витков всекциях 10 и 11 одинаковое,При подаче напряжений на катушкидатчика и точном положении якоря9655 2 5 10 15 20 25 30 35 0 дГ 50 2 и стопа 4 относительно плоскости симметрии, которое обеспечивается глухим упором 5, регулировочным устройством 6, проходным упором 7 и пружиной 8, а также симметричным расположением катушек 10 и 11, индуктивное сопротивление катушек 10 и 11 будет одинаковым.При изменении начального зазора происходит изменение магнитного сопротивления цепи индуктивности катушек 10 и 11, а следовательно, и общего сопротивления. Таким образом, имеется Функциональная зависимость между измеряемой величиной перемещения и электрическим сопротивлением датчика.Для этого датчика входной величиной является перемещение цилиндрического якоря 2, определяемое зазором, выходной величиной - сила тока в катушке при заданном переменном напряжении питания. Если цилинцрический якорь 2 через шток 3 механически связан с каким-либо устройством, например, с подвижным контактом испытуемого аппарата, то при подаче на катушку 9 постоянного тока на цилиндрический якорь 2 датчика будут действовать две силы: тяговое усилие, создаваемое самим электромагнитом, ипротиводействующее усилие, являющееся суммой сил, препятствующихпритяжению цилиндрического якоря 2к столу 4. Чтобы цилиндрический якорь2 начал двигаться, необходимо увеличивать ток в катушке 9 до тех пор,пока тяговое усилие не станет равным противодействующему. Таким образом, входной величиной датчика является также измеряемое противодействующее усилие, а выходной величиной -ток в катушке 9,В случае неравенства индуктивностей катушек 10 и 11 необходимо спомощью регулировочного элемента 6,перемещая стоп 4 внутри ферромагнитного Фланца 12, который соединен,например, резьбовым соединением скорпусом 1, добиться их равенства, аесли нет разности в индуктивности секций катушек 10 и 11 переменного тока,то ток в резисторе 15 будет равен нулю,При трогании цилиндрического якоря 2 на резисторе 15 появляется падение напряжения, которое являетсясигналом рассогласования и с помощью13596 Составитель Н,Кузинаедактор Э.Слиган Техред И,Попович Корректор А,Зимокосо Подписноета СССРтий 6145/43 Тираж 677 ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушск аб.,оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна которого можно отключить источник питания катушки 9 постоянного тока и зафиксировать по прибору, установленному в цепи питания катушки 9 и от 5 градуированному в усилиях, величину противодействующей силы.Датчик может быть применен также в качестве элемента непрерывного действия. В этом случае, т.е. при непре рывном преобразовании перемещения в электрический сигнал, каждому значению входного сигнала соответствует определенное положение якоря. При этом параметры датчика необходимо выбирать так, чтобы в пределах зоны измерения характеристика датчика (зависимость тока в катушке переменного тока от рабочего зазора) представляла участок прямой линии.Формула и з о б р е т енияДифференциальный датчик, содержащий цилиндрический якорь со штоком,55 4фланец, измерительные катушки, включенные встречно и последовательно, ивозбуждающую катушку, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностейпутем обеспечения возможности использования измерения тягового усилия,он снабжен стопом с регулировочнымэлементом, проходным и глухим упорами, пружиной, возбуждающая катушкапредназначена для подключения к источнику постоянного тока, при этомпружина установлена на штоке якоря,один ее конец упирается в проходнойупор, а другой закреплен на штоке,глухой упор установлен на фланцесо стороны стопа, а проходной упорсо стороны якоря, причем указанныйстоп выполнен идентичным якорю посвоим размерам и устанОвлен симметрично якорю относительно поперечнойплоскости симметрии.