Способ измерения перемещений и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ877319 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УДК 621,д 17. ,39:531.71 (088.8 пв делам нзобретеннй н открытийопубликования описания 05.1.8 2) Авторы ЦР 1",1 э " ъ ,.рудоегоихйьскойА. В. Красников н Г. гобретен Уральский филиал Всесоюзного дважды орденаКрасного Знамени теплотехнического научно-нссле института им. ф. 3. Дзержинского(71) Заяниге,(54) .СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИ УСТРОЯСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕН мер зов ных 1Изобретение относится к контрольно-из.ительной технике и может быть исполь- ано для измерения перемещений подвижобъектов.Известен способ измерения перемещений с помощью индуктивных датчиков, содержащих две измерительные обмотки, включенные последовательно и запитанные от стабилизированного источника питания переменного тока, В ходе измерений сравни- . вают падения напряжения на этих обмотках и по их разности судят о контролируемом перемещении 11.. Недостаток такого способа измерений - нелинейность н невозможность задания нулевой точки отсчета, так как обе обмотки датчика являются измерительными.Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому способу измерения перемещений с помощью индуктивного датчика, содержащего последовательно соеди. ненные измерительную н компенсационную обмотки, подключенные к источнику питания переменного тока датчика, заключавшийся в том, что сравнивают падения напряжения на измерительной н компенсационной обмотках и по их разности судят о контролируемом перемещении 12. Для осуществления этого способа используется устройство для измерения перемещений, содержащее индуктивный датчик с последовательно соединенными измерительной и компенсационной обмотками и подключенные к этим обмоткам источник пи% тания переменного тока датчика и алгебраический сумматор, В алгебраическом сумматоре осуществляется сравнение (вычитание) падений напряжений на изме нтельной и компенсационной обмотках. ыходной сигнал регистрируется с помощью от 1 в счетного блока, подключенного к алгебраи-ческому сумматору 3.Недостаток способа и реализующего егоустройства для измерения перемещеннй - значительная нелинейность выходной зависимости, связывающей укаэанную разность те нап яжений и перемещений.ель изобретения - повышение линейности,Поставленная цель достигается тем, чтостабилизируют падение напряжения на измерительной обмотке путем изменения наЗк пряжения источника питания переменноготока датчика, а устройство для нзмерениФ перемещений снабжено цепью обратной связи, включенной между измерительной обмоткой и источником питания переменноготока датчика и состоящей иэ блока сравнения и подключенного к одному из его входов источника опорного напряжения, источ-,ник питания переменного тока датчика вы-полнен. регулируемым и включает в себягенератор н управляемый усилитель,На чертеже изображено устройство дляизмерения перемещений; реализующее предлагаемый способ.Устройство содержит индуктивный дат-.чик 1, последовательно соединенные изме- врительная обмотка 2 и компенсационная об.мотка 3 которого подключены к источнику4 питания переменного тока датчика. Потенциальные концы обмоток 2 и 3 подсоединены к алгебраическому сумматору 5, в котором происходит сравнение (вычитание) па- фдений напряжений на измерительной обмотке 2 и компенсационной обмотке 3. Обмотки 2 и 3 размещены на магнитопроводах 6и 7. Между измерительной обмоткой 2 и источником 4 питания переменного тока датчика включена цепь обратной связи, содер- Ожащая блок 8 сравнения и источник 9 опорного напряжения. Источник 4 питания переменного тока датчика включает в себягенератор 10 переменного тока и управЛяемый усилитель 1 1, К выходу алгебраического сумматора 5 подключен отсчетный блок12. улевая точка отсчета устроиства дляизменения перемещений задается с помощью магнитного шунта 13, отделенного зазором 8 от магнитопровода 7. Ферромагнитный объект 14, положение которого контролируется, расположен со стороны магннтопровода 6 и отделен от него переменным воздушным зазором 3.Способ реализуется с помощью предлагаемого устройства следующим образом.От источника 4 переменного тока дат- ф чика на последовательно включенные обмотки 2 и 3 подают напряжение питания. С помощью блока 8 сравнения падение напряжения. на измерительной обмотке 2 сравнивают с величиной опорного напряжения, поступающего от источника 9 опорного напряжения. При наличии разности между падением напряжения на обмотке 2 и напряжением от источника 9 опорного напряжения эта разность напряжений, поступая на управляемый усилитель 1, вызывает изменение напряжения на выходе регулируемо 4 го источника 4 питания переменного тока датчика таким образом, чтобы падение напряжения на обмотке 2 поддерживалось неизменным (стабилизировалось по амплитуде) в зависимости от величины Чфна вы-ходе источника 9 опорного напряжения, Поскольку магнитным сопротивлением магнитопроводов 6 и 7 можно пренебречь по сравнению с магнитным сопротивлением воздушных зазоров 3 ф н 3, то падения напряже. ний на измерительной обмотке 2 н компенсационной обмотке 3 определяются соотношениЯми А .Г, Г А Кгэгде А, и А, - постоянные коэффиииенты, учитывающие физические и конструктивные элементы измерительной н компенсационной частей датчика.- ток, протекающий через последовательно включенные обмотки 2 и 3.Отсюда следует, что А,.ф 1 гэ я фт.е. напряжение У на компенсационной обмотке 3 оказывается пропорционально связанным (Прн постоянстве напряжении Уг на измерительной обмотке 2) от перемещения подвижного объекта 14 (т.е. от величины переменного, воздушного зазора 3),Применение предлагаемого способа позволяет обеспечить линейность выходной характеристики устройства для измерения перемещений в широком диапазоне перемещений констролнруемого объекта.формула изобретения1. Способ измерения перемещений с помощью индуктивного датчика, содержащего последовательно соединенные измерительную и компенсационную обмотки, подключенные к источнику питания переменного тока датчика, заключающийся в том, что сравнивают падения напряжения на измерительной и компенсационной обмотках и по их разности судят о контролируемом перемещении, отличающийся тем, что, с целью повышенйя линейности, стабилизируют падение напряжения на измерительной обмотке путем изменения напряжения источника питания переменного тока датчика.2. Устройство для измерения перемещений, содержащее индуктивный датчик с последовательно соединенными измерительной н компенсационной обмотками, подключенные к этим обмоткам источник питания переменного тока датчика н алаебрацический сумматор, отличающееся тем, что оно снабжено цепью обратной связи, включенной между измерительной обмоткой и источником питания переменного тока датчика н состоящей из блока сравнения и подключенного к одному из его входов источника опорного напряжения, а источник питания переменного тока датчика выполнен регулируемым и включает в себя генератор и управляемый усилитель.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, федотов А. В. Расчет н проектирование индуктивных измерительных устройств, М., Машиностроение, 1979, с. 33.2, Там же, с. 32 (прототип к п.1).3. Там .же, с. 20 (прототнп к п. 2).Редактор Н. БушаеваЗаказ 9596/62ВНИИПИпо113035, Мфилиал ППП С. 11 о к Составитель Л. ГуськовТехред А. БойкасКорректорТираж 645 ПодписноеГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийсква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4