Преобразователь линейных перемещений вращающегося вала в электрический сигнал

ОИИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 03.02.81 (21) 3243264/18-24 111 М, Кп,з Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 6 08 С 9/04 с присоединением заявки Но -,(23) Приоритет -Государствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретеии аров и Р.Ю. ЮсупоА 11) заявители(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, 25 ь содержит Ш-образ 1, на среднем в качестве нуль-инИзобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещенийр а именно кпре образователям линейных перемещений вращающегося вала в электрический сигнал.Известны преобразователи линейных перемещений валов турбоагрегатов в электрический сигнал, содержащие вихретоковые или пьезоэлектрические датчики, расположенные вдоль вращающихся валов, и контрольно-сигнальную аппаратуру 1.Недостатки преобразователей связаны с трудностями их установки вблизи валов, с чувствительностью их к электромагнитным помехам.Йаиболее блйзгткм по технической сущности к предлагаемому является преобразователь линейных перемещений вращающегося валасодержащий ферромагнитный кольцевой якорь, связанный с валом, и Ш-образный магнитопровод, на котором расположены измерительные обмотки и секции обмотки возбужде-:.:, ния 12).Однако преобразователь линейных перемещений вала в электрический сигнал имеет низкую точность при измерении, обусловленную наличием потоаков рассеяния, создаваемых в обмотках, кроме трго, устройство не может работать от источника постоянного тока при отсутствии источника переменного тока.Цель изобретения - повышение точности преобразователя.Поставленная цель достигается эа счет того, что в преобразователь линейных перемещений вращающегося вала в электрический сигнал, содержащий Ш-образный магнитопровод, на крайних стержнях которого расположены секции обмотки возбуждения, и ферромагнитный кольцевой якорь, связанный с вращающимся валом, введен элемент Холла, расположенный на торце центрального стержня Ш-образного магнитопровода, торцы крайних стержней которого выполнены скошенными, концы ферромагнитного кольцевого якоря выполнены конусообразными.На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого устройства;, на фиг.2 - схема включения элемента Холла.Преобраэователщей магнитопровадстержне которогодикатора расположен элемент 2 Холла на крайних стержнях, концы которых скошены, расположены секции обмот-. ки 3 возбуждения, которые соединены между собой так, что их магнитные по токи в среднем стержне направлены встречно и ферромагнитный кольцевой якорь 4, выполненный в форме кольца насаженный на вращающийся вал 5 через диэлектрик.Преобразователь работает следующим образом,В исходном состоянии вращающийся якорь 4 расположен симметрично стерж ню магнитопровода 1, т.е. воздушные зазоры да и Д равны между собой. Ввиду встречного включения обмоток возбужденйя, создаваевие ими магнитные потоки Фи Фц равны. В этом случае разностный магнитный поток ,Ь Ф равен нулю.Когда аф = О, на выходе элемента 2 Холла, питаемого от источника постоянного тока, сигнал отсутству 9 б 3035еде К 1- коэффициент преобразова,ния элемента Холла;5 - площадь воздушного за%зора, где расположенсэлемент Холла.5 Полярность выходного сигнала меняется с изменением направления пере- мещения якоря.Питание устройства возможно нетолько от источника постоянного тока,1 О но и переменного тока. При этом наобмотку возбуждения подается переменный ток и на выходе элемента Холлапоявляется сигнал ьЕВ качестве вращающегося объекта,15 связанного с валом, применяется материал как с магнитными, так и с немагнитными свойствами.Экономическая эффективность отиспользования предлагаемого преобразователя рбусловлена его .техническими преимуществами,ЬЕ = К 1Хел 5 ж 18 щ 2 дК,ы К 1 к1а(оЛ: 5х н О,ет," т,е. ЬЕПри перемещении якоря 4 влево25 или вправо между крайними стержнями магнитопровода 1 воздушные зазорыи д изменяются и соответственно изменяются и магнитные потоки Ф и Ф, в результате чего раэностный маг-ЗО нитный поток дф изменился на величину2 ьо( - текущая величина зазора,возникающая при перемещении вала;4 ОК"- коэффициент, характеризующий величину начального зазора.Благодаря разностному магнитному потоку ЬФ на выходе элемента 2 Холла, появляется сигнал дЕ , определяемый из выржкения Формула изобретенияПреобразователь линейных перемеащений вращающегося вала в электрический сигнал, содержащий Ш-образный магнитопровод, на крайних стержнях ,которого расположены секции обмотки возбуждения, и ферромагнитный кольцевой якорь, связанный с вращающимся валом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введен элемент Холла, расположенный на торце центрального стержня Ш-образного магнитопровода, торцы крайних стержней которого выполнейы скошенными, концы ферромагнитного кольцевого якоря выполнены конусообразными.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочник под ред, Клюева В.В. кн.2, "Машиностроение", 1978, с. 90-932. Авторское свидетельство СССР Р 486341, кл. С 08 С 9,/04, 1974 (прототип).963035 Составитель Е. Будариедактор Т. Лопатина Техред А.Бабинец орректор н. Король писн Тираж 642ИИПИ. Государственного копо деламизобретений и5, Москва, Ж, Раушска