Индуктивный датчик перемещений

(51)5 6 01 В 7/О ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС АТЕНТНОЕ ТЕНИЯ К АВТО(71) Институт спектроскопии АН СССР(56) Электрические измерения. Средстваиметоды измерения. I Под редакциейЕ.Г.Шрамкова, М,: Высшая школа, 1972, с,178,Квартин М.И, Электромеханические и магнитные устройства автоматики. М.: Высшаяшкола, 1979, с. 82-85,54) ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью уменьшение неФИзобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения неэлектрических величин, в частности для измерения лйнейных перемещений.Целью изобретения является уменыдение нелинейности функции преобразования индуктивного датчика,На фиг. 1 представлена функциональная схема индуктивного датчика перемещений; на. фиг. 2 - экспериментальные зависимости выходного тока ( датчика от перемещения Х якоря.Индуктивный датчик перемещений содержит первую катуйку индуктивности, об разованную средним участком П-образногосердечника 1 и размещенной на нем обмоткой 2, пластинчатый якорь 3, установленный у свободных торцов 4 и.5 боковых участков линейности функции преобразования индуктивного датчика линейных перемещений, Этот датчик содержит П-образный сердечник, замыкаемый подвижным пла стинчатым якорем, На средней части сердечникаразмещенакатушка индуктивности. Дополнительная катушка индуктивности, намотанная на диэлектрический каркас, расположена между концами П-образного сердечника так, что ее ось параллельна оси основной катушки, Вход усилителя подключен к обмотке дополйительной катушки, а его выход - к первичной обмотке питающего трансфор. матора, вторичная обмотка которого включена последовательно с основной катушкой индуктивности. 2 ил,сердечника 1 с возможностью перемещения в направлении изменения зазора между якорем 3 и упомянутыми торцами 4 и 5 боковых участков сердечника 1, вторую катушку индуктивности, образованную соответствующей обмоткой 6, намоганной на диэлектрический каркас 7, расположенный между боковыми участками сердечника 1 у их свободных концов так, что оси обмоток 2 и 6 обеих катушек параллельны, источник 8 синусоидального напряжения, измеритель 9 тока, усилитель 10 и трансформатор 11. Обмотки 2 и 6 обеих катушек индуктивности включень( согласно. причем начало обмотки 6 подключено к инвертирующему входу 12 усилителя 10, а конец этой обмотки 6 - к его неинвертирующему входу 13, Выход 14 усилителя 10 подключен к началу первичной обмотки 15 трансформатора11, Его вторичная обмотка 16 включена в цепь источника 8 напряжения последовательно с обмоткой 2 первой катушки индуктивности, причем конец обмотки 16 соединен с концом обмотки 2,Датчик работает следующим образом.Г 1 ри удалении якоря 3 от торцов 4 и 5 боковых участков сердечника 1 магнитный поток Ф 1 уменьшается, что приводит к уменьшению величины индуктивности пер-. вой катушки, Одновременно растет магнитная разность потенциалов между свободными концами боковых участков сердечника 1, что приводит к увеличению магнитного потока Ф 2, который наводит ЭДС во второй катушке. Этэ ЭДС, преобразованная усилителем 10 и трансформатором 11, компенсирует ЭДС самоиндукции первой катушки, что эквивалентно уменьшению величины индуктивности этой катушки. Уменьшение величины индуктивности первой катушки приводит к увеличению тока 1 в ее цепи, который регистрируется измерителем 9 тока. Таким образом, показания измерителя 9 тока отображают перемещение Х якоря 3.Компенсация величины индуктивности первой катушки путем компенсации ЭДС самоиндукции этой катушки позволила более, чем на порядок снизить нелинейность функции преобразования (см, фиг. 2), Кривая 1 отражает зависимость тока в обмотке 2 первой катушки от перемещения якоря 3 без компенсации, а кривые 11,111 и И - при наличии компенсации, При этом, в зависимости от коэффициента передачи цепи; обмоткаб второй катушки - усилитель 10 - трансформатор 11, кривая 111 отражает недостаточность компенсации, кривая И - ееизбыточность, а кривая 11 - наилучшее приближение к линейной зависимости,Ф о р мул а и з о б р е т е н и я5 Индуктивный датчик перемещений, содержащий магнитопроводящий П-образныйсердечник, размещенный у свободных торцов боковых его участков пластинчатыйякорь, установленный с возможностью пе"0 ремещения в направлении изменения зазора между ним и свободными торцами. боковых участков сердечника, намотаннуюна средний участок сердечника обмотку, образующую с ним первую катушку индуктив 15 ности, и подключенные к ней источниксинусоидального нэпрякения и измерительтока, соединенные последовательно, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшениянелинейности функции преобразования20 датчика перемещений, он снабжен второйкатушкой индуктивности, образованнойвторой обмоткой, размещенной на диэлектрическом каркасе, расположенном междубоковыми участками сердечника у свободных его концов так, что оси обеих катушекпараллельны, а также усилителем и трансформатором, обмотки обеих катушек включены согласно, начало обмотки второйкатушки подключено к инвертирующему30 входу усилителя, а конец - к неинвертирующему, первичная обмотка трансформаторасвоим началом подсоединенэ к выходу усилителя и концом заземлена, а вторичнаявключена в цепь источника синусоидально 35 го напряжения последовательно с обмоткой первой катушки индуктивности и своимконцом подсоединена к концу обмотки второй катушки индуктивности,1812420 Составитель В.БогородскийТехред М,Моргентал Корректор С;Юско дакт при ГКН роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 1569ВНИИПИ Госуда Тираж венного комитет 113035, Москва,Подписноепо изобретениям и открыти