Устройство для измерения линейных перемещений

Союз Соаетских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБР ТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 1301.78 (21) 2584817/18-28 (51) М. Кл.2 0 01 8 7/000 О 1 0 25/22 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комнтет СССР во делам нзобретеннй и открытнй(71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт имени В.В, Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ1Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть .использовано, в частности для измерения линейных перемещений в различных системах автоматического контроля и регулирования.Известны устройства для измерения перемещений, содержащие индуктивные или трансформаторные преобразователи перемещения 11 .10Недостатком их является невысокая линейность характеристики преобразования.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройст во для измерения линейных перемещений, содержащее дифференциальный трансформаторный преобразователь перемещения с переменным зазором и сопротивление нагЬуэки 2) . 20К первичной обмотке преобразователя подключен источник питания переменного тока. Принцип действия устройства основан на изменении величины ЭДС, индуктируемой во вторичных об мотках преобразователя при перемещениях его подвижной части, связываемой с контролируемым объектом, относительно неподвижной части, т.е. при изменении сопротивления воздушного 30 зазора, отделяющего подвижную и неподвчжную части преобразователя.Недостатком известного устройства является нелинейность его выходной характеристики, а также невысокая чувствительность.Целью изобретения является повышение чувствительности и линейности выходной характеристики.Для достижения цели известное устройство снабжено двумя транзисторами, вторичные обмотки трансформаторного преобразователя подключены к эмиттер-коллекторным переходам этих транзисторов, сопротивление нагрузки включено между их эмнттерными. электродами, а базовый электрод каждого транзистора присоединен через резистор к змиттерному электроду другог- транзистора.На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, на фнг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие изменение напряжения на сопротивлении нагрузки Оян = Г, изменение падения напряжения Оа= 1(с) на змиттер-коллекторном переходе одного из транзисторов и изменение падения напряжения Оэвт = Г(т) на эмиттер-ба 6зовом переходе того же транзистора(крнвые "а", "0", "с" соответствуют б;О, 6= д и К= щах); на фиг. 3 приведены выходные характеристики устройства при различных значеНиях сопротивлений резисторов ВЛ и В в базовых цепях транзисторов", кривая 1 - В : В = 0 кривая 2 - Вф лВ= 0,5 к., кривая 3 - Вл = В: 1,5 к., кривая 4 - В = В в . 5 к.устройство содержит трансформаторный преобразователь перемещения, первичная обмотка Н которого подключена к источнику напряжения Ел перемен- ного тока, а вторичные обмотки Ч и Я - к эмиттер-коллекторным переходам транзисторов Тл и Т. Между эмиттерными электродами этих транзисторов включено сопротивление Внагрузки, а в базовые цепи включенй резисторы Вл и В, с помощью которых регулируется глубина обратной связи между цепью нагрузки и базовой цепью транзисторов.Устройство работает следующим образом.В одном .из крайних положений подвижной части трансформаторного преобразователя перемещений при минимальном воздушном зазоре, например, при б = 0 и максимальном воздушном зазоре б; : аах (фиг. 1), ЭДС, наводимая в обмотке Ибудет максималь 2.ная, а ЭДС, наводимая в обмотке И будет минимальная. В результате, ток, протекающий через сопротивление Вн нагрузки будет определяться, главным образом, током открытого транзистора Тл (фиг. 2, кривые "а"), который в течение одного полуперисда питающего напряжения - открыт, а в течение другого пслупериода - закрыт. При этом открыт транзистор Т, но его ток мал. Таким образом, при указанном положении подвижной части ток в сопротивлении В Н нагрузки будет протекать от точкй А к точке В, создавая на этом сопротивлении падение напряжения ОВ одного знака.В другом крайнем положении подвижной части трансформаторного преобразователя перемещений, а именно, при 8 - вах и О - 0 ЭДС, наводимая в обмотке Ч, преобразователя, сказывается мийимальнсй, а ЭДС, наводимая в обмотке И - максимальной. В результате, ток в сопротивлении Внагрузки будет определяться, в основном, током открытого транзистора Т Ф протекает в течение ссстветствующегс полупериода питающего напряжения от точки В к точке А, создавая на нем падение напряжения ОВн другого знака (фиг. 2, кривые "с"), Очевидно, что.ток, протекающий в периоды открытого состояния транзистора Тл мал и не оказывает, практически, Йлияния на результирующее падение напряжения на сопротивлении нагрузки.В среднем положении, т,е. при равенстве всздушных зазоров бб,ЭДС, наводимые в обмотках Ыи Ыравны и токи, протекающие через сопротивление В и нагрузки в соответствующие полупериоды питающего напряжения, также равны, но направлены впротивоположные стороны. В результате, среднее значение тока в сопротивлении Вы нагрузки, а, следовательно,и О = 0 (фиг. 2, кривые "6"),При изменении величины сопротивле. -ния резисторов ВЛ и В в базовых цепях транзисторов осуществляется регулирование глубины обратной связи между цепью нагрузки и базовыми цепямиэтих транзисторов, благодаря чему изменяются угол наклона, определяющийчувствительность, и линейность выходной характеристики устройства (фиг.3).При определенных значениях этих сопротивлений нелинейность выходнойхарактеристики трансФорматорного преобразователя может быть полностьюскомпенсирована (фиг. 3, кривая 3). Устройство для измерения линейныхперемещений, содержащее дифференциальный трансформаторный преобразователь перемещения с переменным зазором и сопротивление нагрузки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения чувствительности илинейности выходной характеристики,устройство снабжено двумя транзисторами, вторичные обмотки трансформаторного преобразователя подключены кэмиттер-коллектсрным переходам этихтранзисторов, сопротивление нагрузкивключено между их эмиттерными электродами, а базовый электрод каждоготранзистора присоединен через резистор к эмиттерному электроду другоготранзистора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 340891, кл. 6 01 О 5/22, 1972.2. Агейкин Д.И. и др, Датчикиконтроля и регулирования, Справочныематериалы, М "Машиностроение", 1965,с. 131 (прототип).748123 7,0 Составитель С. СкрыпникТехред А. Щепанская Корректор Ю. Макаренко Редактор Е, Зуби з 4219/26 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж ЦНИИПИ Гос по делам 13035, Москв01 Подпнсноеарственного комитета СССРзобретений и открытийЖ, Раушская наб., д 4/5