Взаимоиндуктивный датчик линейных перемещений

(71) Всесоюзнпроектно-коский институ 8 лъский огиче- обору, пред- змериГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)ОПИСАНИЕ ИЗО юл.%7ый научно-исследоватструкторский технозле ктротермическогнов, А.В. Цыбин, А.андров и С,Н. Безы(72) В.И. Сафо В. Засорин, А.В. Алекс мянский (56) Федотов А рование индуктивных и йств. М.: МашиностроенКонюхов Н гнитные датчики механи ,: Машиностроение, 1987, с.45,(54) ВЗАИМОИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть исИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в электротехнике для контроля линейных перемещений электродов в дуговых и руднотермических печах.Известен дифференциально-трансформаторный датчик линейных перемещений, содержащий измерительные обмотки и подключенную к источнику питания обмотку возбуждения, внутри которых размещен ферромагнитный подвижный плунжер.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа вэаимоиндуктивный датчик линейных перемещений, содержащий источник йитания переменного тока, подключенную к нему одну пару согласно соединенных обмоток и установленную с возможностью перемещения от 2пользовано в электротехника для контроля линейных перемещений электродов в дуговых и руднотермических печах. Целью изобретения является пОвышение точности измерения и помехозащищенности, упрощение конструкции и расширение диапазона измерений взаимоиндуктивного датчика линейных перемещений, который содержит две пары обмоток, установленных параллельно с возможностью относительного перемещения и соединенных последовательно-согласно между собой и с генератором тока; Обмотки могут быть выполнены в виде ленты или стержней и установлены, параллельно друг другу в направляющих иэ электроизоляционного материала, 1.з.п.ф-лы, 2 ил.чносительно нее вторую пару обмотокназначенную для подключения к ительному блоку.Недостатком известной конструкции 3 датчика является ее сложность, нелиней- О ность выходной характеристики, что снижа ет класс точности датчика, Кроме того, (р недостатком также является плохая помеха-защищенность от внешних электромагнит- р ных полей и ограниченность по температурному показателю, что влияет на возможности его широкого применения.Целью изобретения является повыше- ф ние точности измерений, помехозащищенности и также расширение диапазона измерения.Поставленная цель достигается тем, что во взаимоиндуктивном датчике линейных перемещений, содержащим источник питания переменного тока, подключенную к нему одну пару согласно соединенных обмоток и установленную с возможностью перемещения относительно нее вторую пару обмоток, предназначенную для подклю чения к измерительному блоку, обмотки второй пары включены согласно последовательно с обмотками первой пары в цепь источника питания, причем взаимоиндуктивный.датчик линейных перемещений 10 снабжен двумя параллельно установленными направляющими из электроиэоляционного материала, обмотки выполнены в виде лент или стержней. закрепленных в этих направляющих, а источник питания выпал нен в виде генератора тока.На фиг, 1 представлена схема взаимо- индуктивного датчика линейных перемещений с обмотками; на фиг, 2 - схема взаимоиндуктивного датчика, где обмотки 20 выполнены в виде лент (стержней).Вэаимоиндуктивный датчик линейных перемещений (фиг, 1) содержит источник питания переменного тока 1, подключенную к нему одну пару согласно соединенных об моток 2 и установленную с возможностью перемещения относительно нее вторую пару обмоток 3, предназначенную для подключения к измерительному блоку 4,Обмотки второй пары 3 включены со гласно последовательно с обмотками первой пары 2 в цепь источника питания 1. Кроме того, взаимоиндуктивный датчик линейных перемещений (фиг, 2) снабжен двумя параллельно установленными 35 направляющими 5 из электроиэоляционного материала, а обмотки 2, 3 выполнены в виде лент или стержней, закрепленных в этих направляющих, Источник питания 1 выполнен в виде генератора тока. 40Взаимоиндуктивный датчик линейных перемещений работает следующим образом.Когда подвижная пара обмоток 2 относительно пары обмоток 3 находится в сред нем положении, то.индуктивность .1 = 1 2 и вэаимоиндуктивность М 1 = М 2, а выходное напряжение живых = О.Перемещение подвижной пары обмоток 2 относительно пары обмоток 3 вызывает 50 изменение взаимоиндуктивности между ними на величину +ЬМ. В результате на выходе появляется напряжение, равное разности падения напряжения на паре обмоток 3, которое пропорционально этому 55 перемещению; При этом распределение напряженности магнитного поля по длине индукционных элементов датчика согласнозакона полного тока будет величиной постоянной (Н = сопз 1).Это дает возможность получить болеелинейную выходную характеристику зависимости от перемещения.Конструкция датчика, где обмотки 2, 3выполнены в виде витков (фиг. 1), можетработать с подвижным сердечником и отисточника тока,Последовательное соединение индук-тивных элементов и источника питания позволяет создать датчик на значительнобольший диапазон перемещения, повыситькласс точности датчика за счет равномерного распределения магнитного поля по длинеиндукционных элементов, снизить влияниевнешних электромагнитных полей (помех)из-за того, что схема работает в режимекороткого замыкания, а также повыситьпредел использования датчика независимоот температуры окружающей среды.Таким образом, заявляемое техническоерешение обеспечивает высокий класс точности, высокую помехозащищенность и надежность прибора, что позволяетиспользовать его, например. в дуговых ируднотермических электропечах, где имеетместо наличие значительных электромагнитных полей (в 10 и более раз превышающих гостированное значение) и высокойтемпературы200 С.Формула изобретения1, Взаимоиндуктивный датчик линейных перемещений, содержащий источникпитания переменного тока, подключенную кнему однупару согласно соединенных обмоток и установленную с возможностью перемещения относительно нее вторую паруобмоток, предназначенную для подключения к измерительному блоку, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, обмотки второй парывключены согласно последовательно с обмотками первой пары в цепь источника питания,2. Датчик поп.1, отлича ющийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и расширения диапазона измерения, он снабжен двумя параллельно установленными направляющими из электроиэоляционного материала, обмотки выполнены в виде лент или стержней. закрепленных в этих направляющих источник питания выполнен в виде генератора тока.1796878 Составитель И.БелостопкТехред М.Моргентал орректор М,Петро Редактор Заказ 642 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5