Частотный датчик малых линейных перемещений

384117 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Воюз Советских Социалистических Республикьствавт. свиде симое от М. Кл. Ст 08 с 90 651850/18-24.1971 (М аявлецо 0 с прпсоедицецием заявки МПриоритет Комитет па дела бретеиий и открыт ДК 681.325(088,8 Опубликовано 23,7,1973 оллетець24 ри Совете Министров СССРата опубликования описания 8 ХП 1.197 Набиев и А, Г. Исмаилов г.1; -; .,: Авторыизобретеция Н, С, Рустам байджанский институт н Заявитель Изобретение относится к области телемехапики и может быть использовано в системах телемеханики для пефтегазопромыслов и нефтегазопроводов, а так же в других устройствах, где требуется преобразовацие контролируемых параметров (прсдварительцо преобразованных с помощью соответствуощих псрвичцых чувствительных элементов в мсхацпческое перемещение) в частоту.Известны частотные датчики малых линей цых перемещений, содержащие два автогенератора, катушки ицдуктивцости колебательпых контуров которых размещены па разных половинах броневого оксиферового сердечника (применяются и другие сердечники, ца пример, Ш-образпой формы), задающий эле- мент - якорь, выполненный из того же материала, что и сердечник, смеситель, фильтр и выходной усилительный каскад. Выходной частотой датчика является, разность частот 2 автогенператоров. Мецяя начальный зазор в магцитопроводе датчика, можно установить значения чувствительности в пределах от 0,5 до 6 гц/мкм, которой соответствует целицвйная характеристика датчика порядка 10 в 2 диапазоне измерения 0 - 2 мм.Известен также датчик давления, где для компенсации температурной погрешности и погрешности от изменения напряжения питания использована схема сравнения частот 3 АСТОТНЫЙ ДАТЧИК МАЛЬ химии им. М. Азизбекова НЕЙНЬ 1 Х ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 2двух идентичных автогенператоров ца биениях. Одип из автогсператоров является измерительпым, а второй - компепсаццопным, Нелинейность выходной характеристики этого датчика также велика, превышает 1,5%.Кроме высокой нелинейности выходпой характеристики, известные датчики имеют значптельную тсмпсратурпую погрешность, большой всс задающего элемента - якоря ц большое усплпс, действующее ца этот якорь, возцикающсе от воздействия электрохтагнптпых полей катушек, что в свою очередь приводит к дополнительной погрешности измерения,Предлагаемый датчик малых линейных пе. ремсщсшьй отличается от известцых тем, что в пем задающий элемент выполнен цз цеферромагпптяого материала с высокой электропроводцостью, папример пз красной меди. Это позволяет значительно улучшить линейность выходной характеристики датчика, уменьшить температурную погрешность и механическое воздействие задающего элемента ца подвижную систему первичного чувствительного элемента, возникающее от взаимодействия катушек пндуктивпости с задающим элемецтом. Последнее обстоятельство существенно при сочленении датчика с первичными пзмерцтелямп, имеющими малый выходцой момент,3На чертеже показана схема предлагаемого датчика.Он содержит индуктивные катушки 1 и 2, размещенные на Ш-образном,ферритовом сер. дечнике, транзисторные автогенераторы 3 и 4, катушками индуктивности колебательных контуров которых являются катушки 1 и 2, задающий элемент - медную пластину 5, перемещающуюся между торцами сердечников катушек, смеситель б, фильтр 7 и усилитель 8.Принцип действия датчика заключается в том, что с изменением расстояния между торцами катушек 1 и 2 и поверхностью пластины 5 меняются вносимые в катушки сопротивления. Г 1 ри этом воздействия медной пластины на катушки индуктивности происходит за счет вихревых токов, наводимых в пластине энергией переменного электромагнитного поля катушек, возбуждающих в свою очередь в катушках э. д. с. такого направления, что оно воспринимается как увеличение активного и уменьшение реактивного сопротивлений этих катушек. Для увеличения реактивной составляющей вносимых в катушки сопротивлений толщина пластины выбирается значительно больше глубины проникновения электромагнитного поля катушек при самой низкой частоте.При изменении индуктивности катушек меняется частота генерации автогенераторов 3 и 4. Разность их частот, полученная в результате сложения и детектированиявыделя. ется низкочастотным полосовым фильтром и после предварительного усиления подается в канал связи.Нелинейность выходной характеристики отдельных автогенераторов в широком диапазоне изменения зазора между торцами катушек и поверхностью медной пластины получается в этом случае значительно меньше, чем нелинейность при использовании задающего элеЗ 8417 мента из ферромагнитных материалов, Прй дифференциальном включении автогенераторов выходная характеристика датчика линеаризуется в еще большей степени. Кроме того, 5 с применением медной пластины параметрымагнитных цепей катушек индуктивности мало зависят от величины ззора между Их торцами и поверхностью пластины. Температурная погрешность, вызванная нестабильностью па раметров магнитных цепей катушек, полностью компенсируется, а усилие электромагнитного притяжения, действующее на пластину, практически отсутствует.Выбором начальных частот автогенераторов 15 без существенных изменений линейности выходной характеристики можно изменять чувствительность датчика в пределах от 0,2 до 50 гц/мкм.Как показали проведенные испытания, не линейность датчика составляет в диапазонеизмерения от 0 до 5 мм - не более 1 Ъ, от 0 до 0,5 мм - не более О,ЗО 1 о.Предмет изобретения25 Частотный датчик малых линейных перемещений, содержащий две катушки индуктивности с ферритовыми сердечниками, например,Ш-образной формы, задающий элемент, рас.положенный между торцами сердечников ка.30 тушек индуктивности, включенных в колеба.тельные контуры двух автогенераторов, выхо.ды которых подключены к входам смесителя,соединенного через низкочастотный полосовойфильтр с усилителем, отличающийся тем, что,35 с целью уменьшения нелинейности выходнойхарактеристики устройства в широком диапазоне линейных перемещений, уМеньшения температурной погрешности, задающий элементизготовлен из неферромагнитного материала с40 высокой электропроводностью, например изкрасной меди,Грузо едакт оставитель М, ЧеренковаТехрсд Т. Курнлко Корректор Г. Запорожеоаказ Ц 11 ИИ 4Комитета Изд. М 1653 Тираж 602 делам изобрстениш и открытий при Совет Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4,5 нпографня, пр. Сапунов Подвижно Ьнистров ССС