Устройство для измерения линейных перемещений

,ЯО 43 О 735 Д 1 51)400 В 71 Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИ 11 Е 1 НЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретения -повышение чувствительности и точности измерения перемещений измерительного устройства индуктивного типа,содержащего индуктивный датчик, обеспечивающий измерение расстояния доповерхности объекта, перемещение которого контролируется. Измерительнаяобмотка этого датчика размещена на центральном стержне 2 стаканообразного магнитопровсда 1, имеющего в закрьтом торце кольцевую прорезь дляразмещения в ней немагнитной прокладки 7. Обмотка 3 отделена от внешнейцилиндрической стенки магнитопровода1 электропроводным цилиндрическим экраном 5, предотвращающим замыканиемагнитных силовых линий на эту стенку, что уменьшает поток рассеиванияи увеличивает плотность силовых линий магнитного поля, взаимодействующего с говерхностью контролируемогообъекта. Со стороны открытого торцадатчика размещена ферритовая шайбасо скосом, обеспечивающая коррекциюкартины магнитного поля датчика, Выходной сигнал датчика преобразуетсяв изменение частоты с помощью автогенераторной трехточечной схемы на полевом транзисторе и двух диодах2 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерений и контроля линейных перемещений объек 5 тов различного назначения.Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений эа счет компенсации температурных погрешностей и коррекции нелиней ности характеристики преобразования.На фиг.1 схематично изображена койструкция индуктивного датчика линейных перемещений, используемого в описываемом устройстве; на фиг.2 - 15 принципиальная электрическая схема блока измерения этого устройства.Устройство для измерения линейных перемещений содержит стаканообразный магнитопровод 1 с центральным стерж нем 2, на котором размещена измерительная обмотка 3 индуктивного датчика, обеспечивающего измерение расстояния до поверхности объекта контроля. Между обмоткой 3 и цилиндричес кой стенкой 4 магнитопровода установлен полый цилиндрический экран 5 из немагнитного материала, например из бронзы. На открытом торце магнитопровода 1 размещен ферромагнитный кор ректирующий элемент 6, выполненный в виде шайбы со скосом, обращенным во внутреннюю полость магнитопровода 1. Для уменьшения влияния материала магнитопровода на величину индуктив ности обмотки 3 при изменениях температуры окружающей среды на дне магнитопровода 1 выполнена кольцевая прорезь, в которой закреплена кольцевая немагнитная прокладка 7, выпол пенная, например, иэ стеклотекстолита. Измерительная обмотка 3 подключена к блоку измерения, представляющему собой трехточечную,автогенератррную схему на полевом транзисторе 8 и двух диодах, которая выполнена по схеме с общим истоком. Эта схема содержит цепь смещения в виде резисторов 9, 1 О и цепь обратной связи на резисторе 11. Конденсаторы 12, 13 и первый диод 14 вместе с измерительной обмоткой 3 образуют резонансный контур, который через раэвязывающий конденсатор 15 включен между затвором и истоком полевого транзистора 8, Для обеспечения температурной стабилизации режима работы транзистора 8 в цепь питания автогенераторной схемы включен второй диод 16, Выводы 17,18 схемы служат для подключения к источнику питания, а выводы 17, 19 для подключения регистрирующего прибора, например частотомера.Устройство работает следующим образом.На выводы 17, 18 подают напряжение питания. Резонансный контур, содержащий обмотку 3 и конденсаторы 12, 13, обеспечивает передачу сигнала с истока в затвор транзистора 8, вследствие чего осуществляется генерация автоколебаний, частота которых определяется параметрами резонансного контура, Усилитель на полевом транзисторе .8 обладает высоким входным сопротивлением, не снижающим добротность резонансного контура. В результате исключается нестабильность час- тоты, вызываемая изменением добротности контура. Диод 14 шунтирует входной сигнал при превышении им порога открывания диода и тем самым стабилизирует напряжение на контуре, благодаря чему исключается насыщение магнитопроводящего центрального стержня 2 магнитопровода 1, что обусловливает повышение чувствительности устройства. При изменении внешних условий (температуры) изменяется величина падения напряжения на диоде 14, в результате изменяется режим работы транзистора 8 и компенсируется нестабильность частоты, вызванная изменениями этих условий. При перемещении объекта измерения изменяется величина воздушного зазора в магнитопроводе, в результате меняется величина индуктивности обмотки 3, а следовательно, частота генерируемых колебаний. Экран 5, установленный между обмоткой 3 и стенкой 4 магнитопровода 1, исключает замыкание магнитных силовых линий внутри магнитопровода, что создает более высокую плотность силовых линий в измеряемом объекте за счет выпучивания силовых магнитных линий. Благодаря размещению на открытом торце магнитопровода 1 ферритовой шайбы, имеющей скос, обеспечивается изменение пространственной картины силовых магнитных линий в зависимости от расстояния до объекта, что также повышает чувствительность устройства и увеличивает линейность характеристики преобразователя Этому способствует также и выравнивание площади поперечного сечения35 4вую прокладку и подключенный к измерительной обмотке блок измерения выходного сигнала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениячувствительности и точности измерений, немагнитная кольцевая прокладкаразмещена в кольцевой прорези, которая выполнена в дне стаканообразногомагнитопровода, ферромагнитный корректирующий элемент выполнен в видешайбы со скосом, обращенным во внутреннюю полость магнитопровода, аблок измерения выполнен в виде трехточечной автогенераторной схемы наполевом транзисторе и двух диодах,один из которых включен в цепь питания транзистора, а другой - в резонансный контур автогенераторной схемы параллельно измерительной обмоткеустройства. 1 брректор НК ктор А.Маковска Тираж 680 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 13035, Москва, Ж, Раушская набЗаказ 5330/40 Под ССР но д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприяти 3 14307 стержня и стенок магнитопровода. Более равномерное распределение силовых магнитных линий в сердечнике позволяет устранить. насыщение отдельных участков магнитопровода при одновременном увеличении плотности магнитных линий, что увеличивает чувствительность устройства.Формула изобретения10 Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее стаканообразный магнитопровод с центральным стержнем, размещенную на стержне измерительную обмотку, установленный между обмоткой и цилиндрической стенкой магнитопровода полый цилиндрический экран, размещенный на открытом торце магнитопровода ферромагнитный коррек тирующий элемент, немагнитную кольце 1 город, ул, Проектная, 4