Датчик линейных перемещений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистическнхРеспублик 1 1838311(53) УДК 621.317. . 39: 531. 14 (088.8) но денем нзебретеннй н вткрытнйОпубликовано 15.06.81. Бюллетень .% 22Дата опубликования описания 17.06.8 1 72) Авторы изобретения в ураттин и А. Н. Левкович, В 71) Заявитель ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕИЕЩЕНБ еинь Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам,предназначенным для измерения лин " тхперемещений,Известны трансформаторный датчиклинейных перемещений, содержащий Побразный магнитопровод, на одной изпараллельных сторон которого размещенасосредоточенная первичная обмотка,а на другой - в поперечных пазах равномерно размещена трехфазная вторич 10ная обмотка, и якорь. При перемещенииякоря вдоль магнитопровода выходноенапряжение изменяется по синусоидальному закону 11.15Недостатком данного датчика является низкая точность измерения из-занепостоянства величины воздушногозазора при перемещении якоря вдольмагнитопровода.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является датчик линейных перемещений, содержащийподвижный двухполюсный сердечник, связываемыи с контролируемым объектом в процессе измерения, неподвижный магнитопровод, на котором расположенаобмотка возбуждения и на одной иэ .рабочих поверхностей которого, обращенной к одному из .полюсов подвижногосердечника, выполнены зубцы, и секционированную измерительную обмотку,секции которой охватывают зубцы ( 21.Недостатками данного датчика являются низкая точность измерения, обусловленная неравномерностью воздушного зазора между полюсами сердечникаи стержнями магнитопровода с размещенными на них обмотками, и возможностьполучения выходного сигнала тольков виде, периодической пилообразнойкривой,Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается эасчет того, что неподвижный магнитопровод выполнен Н-образным, пазы между зубцами выполнены заходяшими в8383 средний стержень Н-образного магнитопровода, обмотка возбуждения охватывает средний стержень, секции измерительной обмотки размещены в пазах среднего стержня, а ширина полюса5 подвижного сердечника равна или кратна ширине зубца Н-образного магнитопровода.Кроме того число витков в секциях. измерительной обмотки выбрано из условияЕк),й(х)= ф где Е(х)- заданный вид функциональнойзависимости выходного сигнала датчика от перемещения,хФ - рабочий магнитный поток;д - угловая частота напряжения переменного тока, 20На чертеже представлен датчик линейных перемещений общий вид.Датчик содержит неподвижный магнитопроводимекяций Н-образное сече25ние, обмотку 2 возбуждения, секционированную йзмерительную обмотку 3 и подвижный двухполюсный сердечник 4, полюса 5 которого, скользят без зазорапо рабочим поверхностям неподвижногоЗомагнитопровода 1, охватывая его. Наодной из рабочих поверхностей неподвижного магнитопровода 1 выполненызаходящие в его средний стержень 6прорези 7, образующие на этой поверхности зубцы 8, а в среднем, стержне 6 пазы 9.Юирина полюса 5 подвижного двухполюсного сердечника 4 должна бытьравна или кратна ширине зубца 8 Н-об 40разного неподвижного магнитопровода 1.Секции измерительной обмотки 3 раэйещены в пазах 9 среднего стержня 6,причем число витков в секциях изменяется в зависимости от заданного вида функциональной зависимости выходного сигнала датчика от перемещения.В данном случае при линейной зависимости выходной ЗДС от.перемещенияподвижного двухполюсного сердечника504 число витков в секциях определяетсяпо формулер)- ,г Е мах х5 Цф о55где Е - максимальное значение ЭДСизмерительной обмотки Зх - величина перемещения, определяющая текущую координату 11 4местоположения подвижногосердечника 4- диапазон линейных перемещенийф"оДля получения характеристики симметричной относительно нуля (с измерением фазы) измерительйая обмотка 3 должна быть выполнена состоящей из двух половин.Датчик работает следующим образом.Пульсирующий магнитный поток, создаваемый обмоткой 2 возбуждения замы кается по неподвижному Н-образному магнитопроводу 1 и подвижному двухполюсному сердечнику 4, проходя через воздушные зазоры, образуемые рабочими поверхностями неподвижного магнитопровсда 1 и полюсами 5 подвижного двухполюсного сердечника 4. При перемещении подвижного двухполюсного сер,цечника 4 происходит измерение величины потокосцепления обмотки 2 возбуждения с половинами секционированной измерительной обмотки 3, а, следовательно, и индуктируемой в них ЭДС.В данном случае при линейном распределении витков в секциях секциониро. ванной измерительной обмотки 3 индук-тируемая ЭДС равна Так как измерительная обмотка может быть выполнена распределенной по пазам 9 с учетом заданного вида функциональной зависимости изменения выходного сигнала от перемещения, а подвижный двухполюсной сердечник 4, охватывающий полюсами неподвижный магнитопровод 1, перемещается вдоль рабочих поверхностей без зазора, датчик позволяет повысить точность реализации различных функциональных зависимостей выходного сигнала от перемещения.Формула изобретения1, Датчик линейных перемещений, содержапрй подвижный двухполюсный сердечник, связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения, неподвюкный магнитоповод, на котором расположена обмотка возбуждения и на одной из рабочих поверхностей которого, обращенной к одному из полюсов подвижного сердечника, выполнены зубцы, и секционированную измерительную обмотку, секции которой охватывают зубцы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,ВНИИПИ Заказ 4402/54 Тираж 642 Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул тная,4 5 83831 что с целью повышения точности измерения, неподвижный магнитопровод выполнен Н-образным, пазы между зубцами выполнены заходящими в средний стержень Н-образного магнитопровода, обмотка возбуждения охватывает средний стержень, секции измерительной обмотки размещены в пазах среднего стержня, а ширина полюса подвижного сердечника равна или кратна ширине зубца Н-образного магнитопровода.2. Датчик по п.1, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, число витков в секциях измерительной обмотки выбрано из условия (1)-,ф6где Е - заданный вид функциональнойзависимости выходного сигнала датчика от перемещения х)Ф - рабочий магнитный потокОЗ - угловая частота напряжения,переменного тока,Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 493619, кл. 6 01 В 7/ОО, 1972.2. Зарипов М.Ф. Преобразователи с распределенными параметрами М.,