Датчик перемещений

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАпИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 н 947629(23) ПриоритетОпубликовано 300782. Бюллетень Мо 28 1 М Кп 3 С 01 В 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 30.07.82(71) Заявитель Белорусский ордена Трудового Красного Зн мени 94 ВВТЯЛтехнологический институт им. С,М. Кирова"(54) ДАТЧИК. ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения линейных перемещений,Известны трансформаторные дифференциальные датчики перемещений, содержащие магнитопровод с размещенными в нем обмоткой возбуждения и секциями вторичной (измерительной) обмотки, соединенными встречно-последовательно, и подвижный ферромагнитныйэлемент 1).Недостатком их является наличие некоторого силового воздействия датчика на контролируемый объект, обусловленного магнитным притяжением подвижного Ферромагнитного элемента датчика к его магнитопроводу.Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик перемещений, содержащий ферромагнитный корпус с установленными внутри него двумя относительно подвижными Ш-образными магнитопроводами, обращенными один к другому своими разомкнутыми стержнями,и обмотки, размещенные на стержнях магнитопрОводов. Корпус выполнен неразъемным 2.Недостатком его является большое измерительное усилие, обусловленное теми же причинами, ксторые были указаны вышеЦель изобретения - уменьшение измерительного усилия, оказываемого датчиком на контролируемый объект.Для достижения поставленной целидатчик перемещений, содержащий ферромагнитный корпус с установленнымивнутри него двумя относительно подвижными Ш-образными магнитопроводами,обращенными один к другому своимиразомкнутыми стержнями, и обмотки,размещенные на стержнях магнитопроводов, снабжен обмоткой электромагнита, 15 а корпус в олнен в виде двух стака-нов, входящих один в другой с возможностью относительного перемещения,один из которых выполнен с фланцем,а другой - с кольцевой полостью дляразмещения в ней обмотки электромагнита, находящейся на торце стакана,обращенном к фланцу первого стакана.На фиг. 1 представлена конструктивная схема датчика перемещений;25 на фиг. 2 - электрическая схема вклю"чения его обмоток.Датчик перемещений содержит дваодинаковых Ш-образных (или чашеобразных) магнитопровода 1 и 2, обра шенных один к другому своими разом 947629кнутыми стержнями, и размещенные наних обмотки 3 и 4 возбуждения и измерительные обмотки 5 и 6, соединен" ные встречно-последовательно. Ферромагнитный корпус датчика состоит из двух, входящих один в другой с воэ можностью относительного перемещения стаканов 7 и 8, один из которых имеет на своей внешней поверхности фланец 9, а второй - кольцевую полость 10, в которой размещена обмотка 11 О электромагнита. Ш-образные магнитопроводы 1 и 2 отделены от ферромагнитных стаканов 7 и 8 корпуса диамагнитными прокладками 12. Обмотки 3 и 4 возбуждения подключены к источнику 13 питания переменного тока через по" тенциометр 14, а обмотка 11 электромагнита - через потенциометр 15, К концам измерительных обмоток 5 и 6 подключен показывающий прибор 16, например вольтметр.Датчик перемещений работает следующим образом.Сначала производится его настройблсро, для чего обе половины датчика сжимают струбциной с целью устранения зазора между фланцем 9 одного стакана и кольцевой полостью 10 другого стакана, подключают его обмотки 3 и 4 возбуждения через балансировочный потенциометр 14 к ис точнику 13 питания переменного тока и регулируют положение движения этого потенциометра до тех пор, пока показания прибора 16 не станут равными нулю. 35Таким образом, устраняется погрешность измерений, обусловленная неидентичностью выполнения обеих половин дифференциального датчика, т.е. его магнитной и электрической асимметри О ей. Затем отключают питание датчика, снимают струбицу, устанавливают датчик на весь; вертикально, закрепляют еговерхний стакан 7 с некоторым зазором между торцом его кольцевой по лости 10 и фланцем 9 и регулируют ток в обмотке 11 электромагнита с помощью потенциометра 15 до тех пор, пока весы не покажут веса стояюих на весах частей датчика. После этого настройка датчика считается законченной и он может быть установлен на контролируемый объект.При выполнении измерений датчик вырабатывает выходной сигнал, пропорциональный зазору между концами стержней его магнитопроводов 1 и 2. Так как обмотки 3 и 4 возбуждения датчика создают магнитные потоки, направленные встречно, то при отсутствии зазора между магнитопроводами 1 и 2 суммар ный магнитный поток в них равен нулю (благодаря предварительной балансировке датчика с помощью потенциометра 14), вследствие чего сигнал датчика на выходе его измерительных обмоток 5 и 6 равен нулю.При относительном перемещении обеихчастей датчика появляется зазор междуего магнитопроводами 1 и 2, вследствие чего в каждом из магнитопроводовуменьшается встречно направленная составляющая магнитного потока от другого магнитопровода. В результате вкаждом из них появляется разностнаясоставляющая магнитного потока, увеличивающаяся (в выбранном диапазоне из-.мерений) с увеличением зазора. Благодаря дифференциальному включению измерительных обмоток 5 и 6 датчикасигнал.на его выходе удваивается.Замкнутый ферромагнитный корпус, состоящий йз двух стаканов, обеспечивает экранирование обмоток датчика отвоздействия внешних магнитных полей.Так как магнитопроводы 1 и 2 совстречно направленными магнитнымипотоками отталкиваются, а обмотка 11 .электромагнита создает силу притяжения между обеими половинами датчика, то предварительной настройкойтока в обмотке электромагнита добиваются равенства этих сил,Таким образом, силы магнитногопритяжения и отталкивания не влияютна работу датчика, а измерительноеусилие сводится к минимуму,Формула изобретения. Датчик перемещений, содержащий.ферромагнитный корпус с установленными внутри него двумя относительно подвижными Ш-образными магнитопроводами, обращенными один к другому своими разомкнутыми стержнями, и обмотки, размещенные на стержнях магнитопроводов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения измерительного усилия, он снабжен обмоткой электромагнита, а корпус выполнен в виде двух стаканов, входящих один в другой с возможностью относительного перемещения, один из которых выполнен с фланцем, а другой . с кольцевой полостью для размещения в ней обмотки электромагнита, находящейся на торце стакана, обращенном к фланцу первого стакана.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Д.И. Агейкин и др, Датчики конт.роля и регулирования; Справочные материалы. М., .Машиностроение,1965. с. 131.2, Там же,. с. 97 (прототип).947629 б Составитель С. СкрыТехредЛ. Пекарь аранен кто Подписноемитета СССРткрытийнаб., д. 4/5 аказ 561 ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектна Ф/61 Тираж 614ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений к 113035, Москва, Ж, Раушска ник Корректор Г. Решетнн