Датчик линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11 114 С 01 В 700 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К 2 филиал Всесоюзноготированию организао строительства и В,С.Иванов. М.: Мапиностроефиг1.84. из вынепазон мещесоу 2 и озмож вляюо мех ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Куйбыневскийинститута по проекции энергетическог(56) Авторское свид9 469879, кл, С 01Агейкин Д,И. иля и регулированияние, 1965, с.104,(54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЬЙ ПЕРЕМЕЩЕН (57) Изобретение относится к тельной технике и имеет целью ние точности и расширение диа измерений датчика линейных пер ний индуктивного типа, который держит дифференциальную катушк дуктивности, установленную с в ностью перемещения вдоль напра щей 1 О под действием приводног низма, состоящего из шагового двигателя 9 и винтовой передачи, выполненныйв виде микрометрического винта 7 игайки 8, Соосно с катушкой 2 индуктивности размещается ферромагнитныйсердечник б, связанный со штоком 5,предназначенным для присоединения кобъекту контроля. В исходном положении катушка 2 располагается в среднемсечении по длине корпуса 1 датчика.В процессе измерения перемещений секции 3 и 4 катушки 2 поочередно под-.ключаются к измерительной схеме ипо соотношению величин сигналов определяется, в каком положении относительно катушки 2 находится сердечник6 датчика, Затем включается наговыйдвигатель 9, который через винтовуюпередачу шагами известного размераперемещает катушку 2 в сторону сердечника. При каждом шаге снимаютсяпоказания датчика. Длина нага перемещения используется как эталонное перемещение при реализации тестовогометода измерения перемещений. 1 ил.35 И -ИЪ 4 40 45 50 55 1 13Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений различных объектов.Цель изобретения - повышение точ- ности и расширение диапазона измерений за счет совмещения тестового и нониусного методов измерения.На чертеже изображена структурная схема датчика линейных перемещений,Датчик линейных перемещений содержит корпус 1, диФференциальную катушку 2 индуктивности с секциями 3 и 4, по оси которой перемещается подвижный шток 5 с закрепленным на нем ферромагнитным сердечником 6В корпусе 1 параллельно продольной оси симметрии катушки 2 установлен микро- метрический винт 7, образующий винтовув передачу с гайкой 8, закрепленной неподвижно на катушке 2 в ее поперечной плоскости симметрии. В корпусе 1 установлен также шаговый электродвигатель 9, выходной вал которого соединен с одним концом микрометрического винта 7, и направляющая 10 катушки 2. Шаговый электродвигатель 9, микрометрический винт 7 и гайка 8 образуют привод для перемещения катушки 2 индуктивности.Датчик линейных перемещений работает следующим образом.В исходном состоянии катушку 2 устанавливают так, что поперечная плоскость ее симметрии находится в некотором среднем положении относительно торцовых стенок корпуса 1, От этого, положения х отсчитываетсяОизмеряемое перемещение х. Таким образом, в датчике обеспечивается воэможность измерения как положительных, так и отрицательных перемещений. За положительное направление изменения х условно принимают направление, обозначенное стрелкой на чертеже.Под действием измеряемого перемещения х шток 5 с ферромагнитным сердечником 6 занимает некоторое положение внутри корпуса 1. При этом сердечник 6 может оказаться как внутри катушки 2, так и вне ее. По сигналу с блока управления (не показан) к измерительной схеме (не показана) последовательно подключают секции 3 и 4 катушки 2 индуктивности и сравнивают снимаемые с них электрические сигналы И, и И.Соотношение М, 11 означает, что сер 66867 2 дечник 6 либо находится слева от катушки 2,либо большая его часть вдвинута в секцию 3. По сигналу с блока 5управления включается шаговый двигатель 9, вал которого поворачиваетсяна строго определенный угол, чтообеспечивает смещение катушки 2 с помощью винтовой передачи по направляющим 10 на один шаг .4 в направлении сердечника 6. В новом положениикатушки 2 индуктивности вновь производят измерение и сравнение сигналов 11 и 1 секций 3 и 4.1 г Описанная процедура повторяетсядо тех пор, пока не устанавливаетсясоотношение И ) И , Это означает,что в результате йоследнего и-гошага поперечная плоскость симметриикатушки, 2 перешла середину сердеч-ника 6. Число и шагов й катушки 2,а также значения Мэ и М, соответствующие каждому предшествующему шагукатушки 2, запоминаются. Сигналы 25 И , И , И и Б соответствуют следующему взаимному расположению ферромагнитного сердечника и включеннойсекции катушки 2.При аппроксимации выходной харак теристики датчика параболическойзависимостью с коэффициентами .а, Ъи с преобразования можно определитьзначение измеряемого перемещения х вследующем виде: Из этого выражения следует, что. нестабильные коэффициенты а, Ь и с Функции преобразования датчика не входят в конечное выражение для х, благодаря чему снижаются составляющие систематической погрешности: аддитивная, мультипликативная и погрешность нелинейности, связанные с изменениями коэффициентов с, Ъ и а соответственно.Следует подчеркнуть, что в датчике линейных перемещений при определении каждого значения х используются две пары сигналов, снимаемых с секций 3 и 4 дифференциальнойкатушки 2 индуктивности в моменты нахождения ее в положениях, наиболее близких (с точностью до 6) к положению, симметричному относительно сердечника 6. Эти точки, соответствувщие середине рабочего участка катушки 2 индуктивности, характеризуются ми67 4Формула изобретенияДатчик линейных перемещений, содержащий корпус, двухсекционную дифференпирующуюкатушку индуктивности, установленную с возможностью перемещения в направлении ее продольной оси, размещенный соосно в катушке ферромагнитный сердечник со штоком, предназначенным для связи с объектом контроля, и привод для перемещения катушки индуктивности, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона изйерений, привод катушки выполнен в ниде шагового электродвигателя и винтовой передачи, гайка которой закреплена на катушке индуктивности в ее поперечной плоскости симметрии, а микрометрический винт которой кинематически связан с валом шагового электродвигателя и установлен в корпусе параллельно продольной оси катушки индуктивности. 3 13668 нимальной погрешностью аппроксимации, что обеспечивает дополнительное повышение точности измерения перемещений.Значительное расширение диапазо 5 на измерения в датчике обеспечивается за счет дискретных смещений катушки 2, число шагов п которых практически не ограничено, благодаря чему катушка всегда "отыщет" сердечник, обеспечив измерение текущего значения х. В датчике линейных перемещений фактически реализуется нониусный метод измерения. При этом основная составляющая измеряемого перемещения, равная п ьточно фиксируетбя путем счета числа п дискретных шагов ка тушки 2, а величина перемещения определяется с повышенной точностью благодаря реализации тестового метода измерения. Составитель Л,ГуськовТехред М. Дидык Корректор М.Шароши Редактор А.Ревин Тираж 680 Подписное ВНИНПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5