Преобразователь параметров движения

Союз Советския Социалистических Республик(51)м, Кл,с присоединением заявки И 9 2508384/18-10 С 01 Р 15/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт им, В.В. Куйбышева(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ Изобретение предназначено для измерения величин, характеризующих линейное движение, - скорости, ускорения, перемещения.5Известные измерительные преобразователи параметров движен и я ин ерциального типа, содержащие электроповодную инерционную массу на упругом подвесе (в том числе электромагнитном) и магнитные элементы, регистрирующие положение инерционной массы, не обеспечивают в ряде случаев требуемых показателей по чувствительности (1).15Из известных измерительных преобразователей наиболее близких по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является преобразователь 2) . 20Этот преобразователь содержит корпус с размещенными в нем магнитной системой с обмоткой возбуждеиия, подключенной к источнику напряжения, выходной обмосткой и упругим элемен том.Известный преобразователь имеет недостаточную чувствительность и не обеспечивает удовлетворительного из,мерения при малых перемещениях подвижной системы и в широком диапазоне амплитуд и длительностей.Целью изобретения является повышение чувствительности расширения. диапазона измеряемых параметров,Это достигается тем, что в известном преобразователе, содержащем корпус с размещенными в нем магнитной системой с обмоткой возбуждения, подключенной к источнику переменного напряжения выходной обмоткой и упругим элементом, магнитная система выполнена в виде двух отдельных замкнутых магнитопроводов, один из которых установлен с возможностью перемещения, размещена в жидком не ферромагнитном металле, запоминающем корпус, магнитопроводы могут быть выполнены спиралевидной формы. На фиг. 1 представлен предлагаемый преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - спиралевидные варианты магнитопровода; на фиг. 3 - вариант выполнения преобразователя,Преобразователь состоит из электропроводного цилиндрического корпуса 1, внутри которого размещен жидкий металл (например, галлий или его сплавы) и замкнутого магнитопровода30 40 50 60 2 с обмоткой возбуждения 3, подключенной к источнику переменного напря.жения, замкнутого магнитопровода 4с выходной обмоткой 5, Замкнутыймагнитопровод 2 может перемещатьсяпо отношению к магнитопроводу 4 спомощью штока 6, проходящего в отверстие в крышке корпуса, Для крепления штока 6 служит крестовина 7.Шток б другим своим концом неподвижно закреплен на основании 8 сильфона9, Сильфон 9 играет роль упругогоэлемента. При протекании тока пообмотке возбуждения 3 в движущемсямагнитопроводе 2 возникает переменный магнитный поток, пРиводящий квозникновению токов проводимости вжидком металле, которые замыкаютсяпо электропроводному корпусу 1 (см.фиг, 1) .При перемещении в корпусе 1 замкнутого магнитопровода 2 последнийпронизывается силовыми линиями плотности тока в жидком металле, которыесоздают намагничивающие силы длямагнитопровода 4,переменный магнитный поток в котором приводит к возникновению ЭДС в выходной обмотке5, Магнитный поток в магнитопроводе 4 и напряжение на выходной обмотке изменяются в зависимости от расстояния между магнитопроводами 2 и4, т.е. напряжение на выходной обмотке пропорционально смещению магнитопровода 2 относительно магнитопровода 4, а также числу магнитныхвитков магнитопроводов 2 и 4, Жидкийметалл играет роль вторичного короткозамкнутого витка.Крестовина 7 служит для созданиятребуемой степени демпорирования,Если магнитопровод 2 играет рольинерционной массы, то выходной сигнал пропорционален скорости,Другой вариант предлагаемого преобразователя представлен на фиг. 3.Этот преобразователь состоит иээлектропроводного цилиндрическогокорпуса 1, внутри которого размещенжидкий металл (например, галлий илиего сплав) и магнитопровод 2, проходящий через отверстия в неэлектропроводной крышке 10, На магнитопроводе размещены обмотки возбуждения3 и выходная обмотка 5, Со стороны,противоположной крышке, расположенсильфон 9, играющий роль упругогоэлемента, Обмотка возбуждения подключена к источнику синусоидального тока Д= с,оэЬ, где- действующее значение тока в обмотке возбуждения,При движении магнитопровода относительно жидкого металла (корпуса) йз.меняется, амплитуда переменного магнитного потока в магнитопроводе 2,так как различным положениям магнитопровода 2 в жидком металле соответствуют разные значения намагничивающих сил вторичного контура, обусловленная током, замыкающимся пожидкому металлу и электропроводномукорпусу. Ток изменяется вследствиеизменения сопротивления вторичногоконтура, который составляют жидкийметалл и электропроводный корпус,а сопротивление вторичного контура,меняется в функции перемещения магнитопровода относительно корпуса,Изменение амплитуды переменного магнитного потока в функции положениямагнитопровода относительно корпусаприводит к изменению действующегозначения ЭДС в выходной обмотке. Придвижении магнитопровода происходитизменение объема среды внутри корпуса, что приводит к изменению давления внутри корпуса, к изменению растяжения (сжатия) сильфона и к появлению силы, действующей на магнитопровод, зависящий от смещения магни -топровода (восстанавливающей силы) . Данное устройство может служитьпреобразователем вибрационного илиударного перемещения, вибрационнойили ударной скорости, а также аксе -лерометром (вибрационным ударным,линейным) в зависимости от соотношения частотных спектров исследуемыхпроцессов и частоты собственных колебаний упругой системы преобра 5 овате -ля, При частоте собственных колебаний упругой системы, намного меньшейнижней частоты спектора исследуемыхпроцессов, данное устройства работает как преобразователь перемещенияв электрический сигнал. При собственной частоте, большей чем верхняячастота спектора исследуемого процесса, устройство работает как преобразователь ускорения в электрический си;нал, При исследуемом процессе,имеющем частотный спектр, ограниченный как сверху, так и снизу, данное устройство может работать какпреобразователь скорости в электрический сигнал при надлежаще выбранной полосе пропускания его, определяемой собственной частотой и степенью демпфирования колебаний упругой системы,Формула изобретения 1, Преобразователь параметров движения, содержащий корпус с размещенными в нем магнитной системой с обмоткой возбуждения, подключенной к источнику переменного напряжения, выходной обмоткой и упругим элементом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности расширения диапазона измеряемых параметров, магнитная система, выполненная в виде двух замкнутых магнитопроводов, один из которых установлен с возможностью перемеще742800 ния, размешена в жидком не ферромагнитном металле, заполняющем корпус,2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что магни 1 топроводы выполнены спиралевидной: формы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1Авторское, свидетельство СССР У 241799, кл. 601 Р 25/02, 1968,2, Авторское свидетельство СССР Р 329773, кл. 001 Р 15/00, 1969.ЦНИИПИ Заказ 3454/39Тираж 1019 Подписное Филиал ППП Патент,г. Ужгород, ул. Проектна