Датчик линейных перемещений

(51)5 б 01 В 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Куйбышевски й филиал Всесоюзного института по проектированию организации энергетического строительства Оргэнергострой(54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности измерения перемещений и упрощение конструкции датчика, который предназначен для реализации тестового метода измерений. Датчик содержит установленную в корпусе 1 на изоляционном кар 801580148 касе 2 двухсекционную катушку 3 индуктивности и размещенный на ее оси подвижный ферромагнитный сердечник 5. Имеется привод для установки катушки 3 в двух положениях измерения, смещенных на заданное расстояние Л, которое определяется зазором между дном крышки 7 и торцом 8 стаканообразного корпуса датчика, выполняющих функции упорных ограничительных элементов. Этот привод выполнен в виде подковообразнойбиметаллической пластины с нагревательным элементом, прикрепленной концами соответственно к дну корпуса и к каркасу катушки, Благодаря этому обеспечивается более высокая идентиччость условий контроля во всех четырех тактах измерения, а также более высокая стабильность задания эталонного расстояния Ь смещения катушки индуктивности в этих тактах. 1 ил.51015 20 25 30 35 Формула изобретеяия 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных информационно-измерительных системах для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал.Цель изобретения - повышение точности измерения перемещений при реализации тестового метода измерения и упрощение конструкции датчика.На чертеже показана схематично конструкция датчика линейных перемещений.Он содержит корпус 1, выполненный в виде .полого цилиндра с глухим дном. Внутри корпуса размещена на изоляционном каркасе 2 двухсекционная соленоидная катушка 3 индуктивности с отводом 4 от средней точки, Размещенный на ее оси ферромагнитный сердечник 5 закреплен на измерительном штоке 6, предназначенном для связи с объектом контроля, Каркас 2 и размещенная на нем катушка 3 индуктивности установлены с возможностью перемещения на заданное расстояние Л в направлении их продольной оси, которое определяется зазором между дном крышки 7, выполненной в виде стакана со ступенчатой кольцевой выемкой на его внутренней поверхности, в которой закреплен торец 8 корпуса 1, и поверхностью этого торца, которые выполняют функции упорных ограничительных элементов. Привод для перемещения катушки 3 на расстояние Л, что необходимо для осуществления тестового метода измерения, выполнен в виде подковообразной биметаллической пластины 9 с нагревательным элементом 10. Эта пластина жестко прикреплена одним концом к дну корпуса 1 датчика, а другим - к каркасу 2 катушки индуктивности. Датчик работает следующим образом.Перед началом измерения под действием биметаллической пластины 9 обеспечивается фиксация катушки 3 индуктивности в крайнем правом положении, определяемом ее упором в торец 8 корпуса 1 датчика, Материал биметаллической пластины, ее форма и геометрические размеры выбираются так, чтобы это положение катушки 3 надежно обеспечивалось при любых изменениях температуры окружающей среды, которая может иметь место в процессе эксплуатации датчика, В начальном положении сердечник 6 устанавливается в положение Хо, симметричное относительно отвода 4 от секций катушки 3 индуктивности.В этом положении катушки производится два такта измерения. В первом такте включается одна из секций катушки, выходной электрический сигнал которой пропорционален Хо - Х, где Х - контролируемое перемещение. Во втором такте включается вторая секция катушки, выходной электрический сигнал которой пропорционален величине Хо+Х. После окончания второго такта измерения включается нагреватель 10, Г 1 од действием биметаллической пластины катушка 3 смещается на расстояние Л до упора в дно крышки 7. В этом положении проводится третий и четвертый такты измерения, когда включается сначала первая секция, выходной сигнал которой пропорционален величине Хо - Х - Л, а затем - вторая секция, выходной сигнал которой пропорционален величине Хо+Х+Л.При аппроксимации функции преобразованияя датчика параболической зависимостью на основании четырех тактов измерения получаем четыре результата 1 х 1, 1 х 1 ь 1 Чз и 1 х 14 измерения, обработка которых в вычислительном блоке (не показан) позволяет вычислить величину контролируемого перемещения Х в соответствии со следующим выражением: у К - 1 х 12(1 х 12 - 1 х 13) - (1 х 11 1 х 12) (1)Благодаря тому, что в этом датчикеобеспечивается идентичность условий измерений во всех четырех тактах, а такжевысокая точность и долговременная стабильность задания эталонного расстояния Л, так как на его величину практически;,е оказывают влияния измерениядлины карк са катушки и корпуса преобразователя, он обеспечивает более высокую точность измерения перемещений приболее простой конструкции (отсутствуютприводные электромагниты),Поскольку в выражение для Х не входят нестабильные коэффициенты функциипреобразования, датчик обеспечивает снижение погрешности нелинейности, аддитивной и мультипликативной погрешностейвсего тракта измерения, включая и первичный преобразователь, как это свойственно тестовому методу измеренияДатчик линейных перемещений, содержащий полый цилиндрический корпус с крышкой, размещенную внутри него на каркасе двухсекционную соленоидную катушку индуктивности, два ограничительных упорных элемента, в качестве одного из которых использована крышка, служащие для установки катушки в двух положениях, привод для перемещения катушки с возможностью поочередного контакта с упорными элементами и размещенный соосно внутри катушки с возможностью осевого перемещения ферромагнитный сердечник, отличаюи 1 ийея тем, что, с целью повышения точности измерения перемещений и упрощения конструкции, в корпусе выполнено глухое дно, крышка выполнена в виде стакана с кольцевой выемкой на его внутренней поверхности у открытого торца, в которой размещен торец корпуса, являю1580148 Составитель С. СкрыпникРедактор С. Патрушева Техред А. Кравчук Корректор М. ПожоЗаказ 2002 Тираж 503 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 5щийся вторым ограничительным упорным элементом, а привод выполнен в виде подковообразной биметаллической пластины с нагревательным элементом, жестко прикрепленной своими концами соответственно к дну корпуса и к каркасу катушки,