Магнитострикционный датчик перемещений

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубнии СВИДЕТЕЛЬ ИВУ К ВТОРСКО(22) Заявлеио 06.10.75 с присоединением заяв (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.0 (45) Дата опубликован дарственный квинтет вета Мнннстрае СССР делам нзааретеннй н аткрытнй(71) Заявите Астраханский технический институт рыбной оромышленпоспи хозяйства(54) МАГНИТ РИКЦИОННЫЙ ЛЕМЕЩЕНИЙ Ч Изобретение относигся нике и может быть ис е ения и контроля ли к измеритепьн ольэовано для техизм рний,Извес йных перемещеы переменнь льтразвуковые линии задержки, в которых для передачи упругих колебаний с одного звукопровода на другой используется подвижный контакт 1- ный ролик.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнитострикционный датчик линейных перемещений, содержащий звуко-провод, передающую и приемную катушки, демпферы.,Подвижная катушка в этом датчике соединяется с электронной схемой при помощи высокочастотного кабеля, длина которого должна быть не меньше верхнего предела измерения перемещений. Наличие соединительного кабеля значительной длины ограничивает верхний диапазон измеряемых перемещений, вносит дополнительную погрешность вследствие запаздывания сигнала в кабеле; на надежность датчика отрицательно влияет наличие подвижных токопроводов, Кроме того, звукопроводы измагннтомягких материалов обладают низкойтемпературной стабильностью и сильнымзатуханием, обуславппваюшим низкие к.п.д.и коэффициент передачи.С целью расширения функциональныхвозможностей в предлагаемом магнитострикционном датчике катушки закреплены назвукопроводе неподвижно, а с объектом,перемещение которого измеряется, жесткосвязан подвижный элемент, имеющий постоянный контакт со звукопроводом,Помимо этого, для увеличения амплитуды отраженного сигнала и повышения надежности в условиях вибрации подвижный элемент выполняют в виде сдвоенного ролика с проточкой по форме звукопровода.Йля повышения эффективности передачи и уменьшения температурной погрешности целесообразно звукопровод изготавливать из материала, обладающего низким поглощением упругой волны и высокой температуркой стабильностью, а участки звукопровода под катушками покрывать никелем.Па фиг. 1 приведена принципиальная ; ма предлагаемого магнитосгрикционн) го датчика; на фиг. 2 изображен в двух . )окциях подвижный элемент в виде сдвоеного ролика. 5На звукопроводе 1, изготовленном из материла, обладающего магнитострикционы м свойствами, установлены две неподвижные катушки: передающая 2 и приемная 3. Подвижный элемент датчика в виде сдвоенного ролика 4 (фиг, 2) может перемешаться вдоль звукопровода, сохраняя с пим постоянный контакт, и жестко связан с объектом, перемещение которого изм;ряется. Для поглощения колебаний, от- )5 раженных от концов звукопровода, служат демферы 5. Для повышения эффективности преобразования звукопровод в местах установки в нем катушек подмагничивается осг)янн),)ми магнитами 6. 20Звукопровод может быть также изготов ле иэ дисперсионно-твердеющих сплавов или других материалов, обладаюших низкили магнитострикционными свойствал)и, но отличающихся малым затуханием и высокой 35 тели)оратурной стабильностью. При этом учс) ки эвукопровода пол квтушкал)и для и ):ьш.;:.ия коэффнп)дта электромеханической спиэл окотса токл) споем никеля.й ) ко;,.кралып)е передавшей и прием ЭО н и. гу)не. ,) вукороьоде приводит к удел )еио ди 1)а), )еского дипаэона иэмеречи подь ию ад- кностп датчика.Датчих рбог. ог следу)ошпл) образом,Импульс т ) оме.,)й н передаю шую карпушку 2, воэбужла т на участке Звукощ о):, нахо,яемся под катушкой, урМ" х) аорту, кморн распротраняется е,: и. эвупиров,д и .постигает приемной к:, р)ки 3 через время 408о угце Г - расстояние между катушками;У - скорость распространения упругой волны.Уругая волна, прохода под приемной катушкой, наводит в ней э, д. с. и, раог;ространяясь далее, доходит до подвижного элемента 4 и отражается от него. Отраже.шая волна, проходя под приемной катуш кой, вновь наводит в ней э. д, с. Когда упругая волна доходит до концов эвукопровода, она:)оглошаетса демпферами.Выходной величиной датчика является время Я 2 х Ь = -х у4где Х -измеряемое перемещение (раостояние от приемной катушки до ролика).Зависимость выходной величины датчикахот скорости распространения упругой волны является источником дополнительнойпогрешности иэ-за влияния различных дестабилизирующих факторов (температура, внутренние напряжения и т, п.). Для исключения этой погрешности и получения результата измерения в единицах измеряемого параметра в качестве выходной величины датчика можно использовать отношение временик времен распространения упругой волны между нсодвижными катушкамих 2 ХЮ ЕЙ= - "- - х кхте,уч е,Ис ольэование отношния 0 е качестве выходной величины д"). аоми) )о повышения точности измерения еремешений дает воэможность простым подбором расстояния , между неподви)лныли катушками получать требуемый масштаб измерения без каки.-либо дополнительных приспособлений.Формула изобретения1. Магнитострикционный датчик поремешепий, содержащий эвукопровод, передаюшую и приемную катушки, дол)пе"л), о гл и ч а ю ш и й с я тем, чго, с цельюрасширения функци опальных воз. ) ож ост) йда) чика, ктушки закреплены на з)дукороводе неподвижно,с объект)л), )ремешение которого изме,)ие 1 ся, жестко связанподвижный элемен), имевший пог гояпнь)йк о такт со звук проводом.2. Датчик по п. 1, о т л и ч о х)ш и й с я тем, что, с целью уве)еияамплитуды отраженного сигнала, подвижный элемент выполнен в виде ролика спроточкой по форме эвукопровода.3. Датчик по пп. 1 и 2, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения надежности в условиях вибраций,ролик выполнен сдвоенным.4. Датчик по п. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с цель)о повышенияэффективности передачи и уменьшения температурной погрешности, звукопровод выполнен иэ материала, обладающего низкимпоглощением упругой волны и высокойтемпературной стабильностью, а участкизвукопровода под катушками покрыты никелем,551806 оставитель В. Валу аказ 138/32 Тираж 872 БНИИПИ Государственного комите по делам изобретений 113036, Москва, З:-35, Родписи Совет стров крытийаа наб., д уш П Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаи,Котельский Техред л. Богдан Корректор А. Власенк