Дифференциально-трансформаторный датчик перемещения (усилия) кольцевого типа

О П И С А Н И Е 328334ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистические РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 01,Ч 11.1968 ( 125493318-24) М, Кл. 6 01 с 1 520 рисоединепием заявкиПриорите Комитет ло делам аобретений и открытий лри Совете Министров СССРата опубликования описания 5.11.1972 Авторызобретения ВСЕСОЮЗНАЯутьртитфЫ=:, .".1:=.,А Ь. В. Советовсесоюзного ордена Лео-исследовательского и м, С. Я. Жука И. И, ВальтерСреднеазиатское отделениепроектно-изыскательского и научГидропроект л ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (УСИЛИЯ) КОЛЬЦЕВОГО ТИПАДифференциально-трансформаторный датчик перемещения (усилця) кольцевого тшь аможет быть использован при электрическихизмерениях неэлектрических величин в автоматических системах контроля и регулированияпроцессов.В системах электрических измерений пеэлектрических величин известны дифференциально-трансформаторные датчики, содержащие корпус и дифференциально-трансформаторную измерительную систему.Однако этот датчик можно цспользоватьлишь для измерения силы или перемещения,но нельзя применять как датчик сравнениясил (перемещений), действуюцих одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях в одной плоскости.В предложенном дифференциально-трансформаторном датчике перемещения (усилия)кольцевого типа корпус выполнен в виде упругого кольца, служащего одновременно внешним магнитопроводом измерительной системы.При деформации кольца-корпуса внешнимисилами меняются зазоры между внутреннейповерхностью кольца-корпуса п полюсами измерительной системы, которая и фиксируетизменения мапштных сопротивлений зазоров.Крепление элементов датчика может быть осуществлено с помощью низкомодульцой полимерной массы,Ьла Года эя этох 1 у уп р Оща етс 51 коьст 1 э укц 1151датчшса и повышается надежность его работы.На фиг. 1 изображен четырехполюспый датчик перемещения (усилия) кольцевого типа,(а - первый нариацт исполнения, 6 - ьтторой); ца фиг. 2 - восьмиполюспый датчик;на фиг. 3 - схека соединений катушск датчика и электрическая схема измерения его пок 11- зации; на фпг. 4 - схема деформаций упругогоэлемента датчика при измерении деформации(усилий), действуьощпх по одной осп; пафиг, 5 - то же, прп измерении дсфор.;11 цпй(усилий), деьСтвуьощпх в одной плоскости подвум взаимно перпендикулярным осям.15 Дифференциально-трацсформаторпый д,пчик содержит стальное кольцо-корпус 1, и котором расположен сердечник г, цаорапый пзпластин трансформаторной ст;ьлп. 1 и сс 1 гтьс 1 нике расположены четыре катушки возбугкдс.20 ния г и измерительные катушки 4 п 5. Сердсчник 2 с катуыка.п 3, 4 ц д Образует измерительную систему и закреплен с помощью щекб и 7 Внутэп 1 Ольца:.01 гпуса 1. Щеки междусобой стянуты болтом 8.25 По второму варианту (фпг, 1, б) пзмерп.тельная сцстеа заа 1 геплепа с помоць 10, и 1 пример, пизкомодульной полимерной массы 9,которая заменяет щеки б и 7, а также болт 8и создает надежную герметичность всей сп 30 стЕМЫ,,уг Между измерительной системой, состоящей из сердечника 2 с катушками 3, 4 и 5, и кольцом-корпусом 1 образуются рабочие зазоры 10 и 11. На поверхности кольца-корпуса находятся точки приложения сил: вертикальные 12 и горизонтальные И. Зазоры 14 не являются рабочими. Датчик может быть выполнен и с другим расположением измерительных н питающих катушек (фиг. 2).Датчик питается переменным током, Все катушки возбуждения соединены последовательно (фиг, 3). Направление витков выбрано так, чтобы направление магнитного потока соответствовало показанному на фиг. 3 стрелками. Возбужденный магнитный поток, проходя через сердечник 2 и рабочие зазоры 10 и 11, замыкается кольцом-корпусом 1. Измерительные катушки 4 и 5 образуют два плеча моста, два других плеча - сопротивления Я и й. В диагональ моста включен фазочувствптельный измерительный прибор 15, например потенциометр, лагометр.Когда датчик находится в ненагруженцом состоянии, рабочие зазоры 1 О и 11 равны мекду собой и магнитные потоки, проходящие через рабочие зазоры и измерительные катушки 4 и 5, также равны. Вследствие этого наведенные ЭДС в измерительных катушках также равны между собой и мост находится в равновесии, При приложении вертикальной нагрузки Р, кольцо-корпус деформируется (фиг. 4), рабочие зазоры 10 уменьшаются, а зазоры 11 увеличиваются, при этом перераспределяются магнитные потоки, и наведенные ЭДС в измерительных катушках 4 возрастают, а в катушках 5 снижаются,Таким образом, получается разбаланс моста, и стрелка измерительного прибора 15 отклоняется. При приложении горизонтальной нагрузкиР, происходят аналогичные явления, но ЭДС в измерительных катушках 4 уменьшаются, а в катушках 5 увеличиваются, и стрелка при бора 15 отклоняется в другую сторону, т. е.прибор 15 регистрирует показания обратцого знака.Шкала прибора может быть проградуирована в усилиях, действующих на датчик, плп 10 же в деформациях самого датчика.При одновременном действии горизонтальных Ри вертикальных Р, нагрузок кольцо- корпус деформируется по-иному (фиг. 5), Прп Р,=Рвсе рабочие зазоры уменьшаются одинаково, перераспределения магнитных потоков не происходит, и мост остается сбалансированным,При неравенстве нагрузок Ри Рзазорыизменяются неодинаково и показания датчика прямо пропорциональны разности нагрузок. Предложенный датчик может быть применен в качестве динамометра, деформометра при измерении усилий (деформаций), возни кающих в бетоне, арматуре, строительных иметаллических конструкциях, деталях машин,Предмет изобретения 30Дифференциально-трансформаторный датчик перемещения (усилия) кольцевого типа, состоящий из корпуса и дифференциалы отрацсформаторной измерительной системы, от личаюиийся тем, что, с целью упрощения иповышения надежности работы датчика, корпус выполнен в виде упругого кольца, служащего одновременно внешним магцштопроводом измерительной системы.