Устройство для измерения перемещений

(22) Заявлено 09.01.78 (21) 256633518-28с присоединением заявки Ло -(45) Дата опубликования описания 30.10.79(54) УСТРОЙСТ Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к информационно-измерительным системам для измерения различных фцзических величин, например линейных перемещений, электрическими методами.Известно устройство для измерения перемещений, содержащее индуктивный преобразователь и снабженное средствами для компенсации температурных изменений, а также изменений питающего напряжения и его частоты 11.Однако это устройство имеет ограниченный диапазон перемещений вследствие нелинейности выходной характеристики.Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержатцее источник питания переменного тока, преобразователь перемещения, включающий в себя согласно соединенные рабочую и компенсационную обмотки, подключенные к выходу источника питания, сердечник и усилитель, подключенный входом к точке соединения рабочей и компенсационной обмоток 2. Подви 5 кный якорь преобразователя перемещений (индуктивного типа) выполнен в виде ферромагнитной пластины, размещенной со стороны открытого торца сердечника, где размещена рабочая обмотка, и отделенной от сти в металлообрабатывающейышленности ЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕ него переменным воздушным зазором, Недостатком известного устройства являетсяцслиттейность выходной характеристики,обусловленная непостоянством чувствительности преобразователя.Целью изобретения является повышениелинейности выходной характеристики.Для этого предлагаемое устройство снабжено источником опорного напряжения тойжс частоты, что и частота источника питания, подключенным к другому входу усилителя, и размещенной иа подвижном сердсчц 111,с дополнттс:1 ытой оомоткой, индуктивио связанной с рабочей обмоткой преобразователя и подключенной к трстьсму входу усилителя,На фиг. 1 изображена конструктивнаясхема устройства; ца фиг. 2 - электрическая схема. Устройство содержит рабочую обмотку 1 и компсцсациоццмю обмотку 2, которые установлены соответствснно в ферромагнитных сердечниках 3 и 4 броневого типа, Сердсчыик 3 своим открытым торцом обращен к перементому воздушному зазору б. отдсл 51 юц 1 сму его от 1 Одвпжио 1 о 51 коря, Вытолисцного в виде подвижного ферромагнитного ссрдечника 5 броцсвого типа с дополнительной обмоткой 6.Между закрытым торцом сердечника 3 и открытым торцом сердечника 4 размещена диэлектрическая прокладка 7, толщина бо которой определяется из условий обеспечения необходимой чувствительности и линейности преобразования.Компенсационная обмотка 2 преобразователя служит для компенсации температурных изменений, изменений пцта 1 ощего напряжения и его частоты. 10Обмопси 1, 2 и 6 включены в электрцчсскую измерительную схему (см. фиг, 2), питание которой осуществляется от источников 89 питания переменного тока. Вывод точки соединения 10 рабочей обмотки 1 и компенсационной обмопси 2 подключен к первому входу 11 усилителя 12, К входу 13 усилителя подключена дополнительная обмотка б, а к входу 14 - источник 15 опорного напряжения, компенсирующий начальное напряжение, возникающее в дополнительной обмопсе прц установке начал:.ного зазора между" сердечниками 3 и 5.Устройство работает следующим образом.э;Подключенные к источнику ш 1 тания переменного тока обмотки 1 и 2 преобразователя создают магнитные потоки, проходящие через сердечники магннтопровода, переменный воздушный зазор б ц постоянный зазор бо, образованныи прокладкой. При перемещении подвижного сердечника 5 якоря преобразователя изменяется длина переменного воздушного зазора б, вследствие чего изменяется коэффициент взацмопндуктцвной связи между обмотками 1 ц 6 преобразователя, а следовательно изменяется ц индуктивное сопротивление этих обмоток в зависимости от величины б.Поскольку напряжение одоп на дополнительной обмотке является функцией не только напряжения 1/рао на рабочей обмотке (за счет трансформаторной связи между шмц), цо и величины переменного воздушного зазора б (за счет изменения коэффициента15 взаимной индукции), т, е.Уоп = 1(С,б С),у д 0 доп у +одоп д;, )поп - рабрабг(1 то суммирование напряжения на этой обмопсе с напряжением на рабочей обмотке(путем подачи обоих напряжений на входы усилителя) позволяет исправить нелинейность характеристики преобразователя, расширить диапазон размеряемых перемещений и увеличить уровень выходных сигналов путем подбора соответствующего. числа витков дополнительной обмотки.Поскольку смещение подвижного серде гника 5 в ту илц иную сторону относительно начального положения вызывает изменение фазы результирующего сигнала на выходе усилителя на 180, огшсываемое устройство при использовании фазочувствительного детектора моясет иметь разцоцолярный выход,Использование в описываемом устройстве источника опорного напряжения той же частоты, что и частота источника циташ 1 я, подключенного к второму входу усилителя,размещенной на подвижном сердечнике дополнительной обмотки, трапсформаторно связанной с рабочей обмопсой преобразователя и подключенной к третьему входу усилителя, позволяет скомпенсировать нелинейность выходной характеристики и расширить диапазон измс.ряемых перемещений. Формула изобретенияУстройство для измерения перемещений, содержащее источник питания переме 1 шого тока, преобразователь перемещения, включающий в себя согласно соедцненные рабочую ц компенсационную обмотки, подключенные к выходу источника питания, сердечник ц усилитель, подключенный входом к точке соединения раоочей и компенсационной обмоток, отличающееся тем, что, с целью повышения линейности выходной характеристики, оно снабжено источником опорного напряжения той же частоты, что и частота источника питания, подключенным к другому входу усилителя, ц размещенной на подвижном сердечнике дополнительной обмоткой, пндуктивно связанной с рабочей обмоткой преобразователя и подключенной к третьему входу усилителя.Источники информации,принятые во внимание прц экспертизе 1. Акцептованная заявка Великобритании Мо 1261393, 6 01 К, 1972.2, Авторское свидетельство СССР Мо 591695, кл. б 08 С 9/04, 1976 (прототип).пография, пр. Сапунова каз 2505/13 Изд.643 Тираж 858НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изоб113035, Москва, Ж, Раугиская наб., д, 4/5 Подписноеений и открытий