Датчик линейных перемещений

84 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК сю 6 1" 0) р - эффс - эффеРующв - коз тивнаятивнаяй втулк ина корпуса;.ина симметри" неиного тем сширения ма пературного р риала корпуса ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) В,И. Чудов и Т,И. Иурашкина (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР475499, кл. 6 01 В 7/14, 1973.2. Бесконтактные датчики положения Обзоры по межотраслевой тематике ГОСИНТИ, И 1970, с, 40 (прототип). (54)(57) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий стаканообразный ферромагнитный корпус, размещенные в нем ферромагнитный сердечник, соединяемый в процессе измерений с объектом контроля, обмотка возбуждения, две измерительные обмотки, и электропроводную симметрирующую втулку, .расположенную со стороны открытого торца корпуса, о т л и ч а ю щ и й:с я тем, что, с целью повышенияточности датчика путем стабилизацииположения нуля характеристики преобразования при изменении температурыокружающей среды, симметрирующаявтулка установлена с возможностью пе"ремещения вдоль оси корпуса с помощьюгайки, имеющей резьбу на внешней. ивнутренней поверхностях, и выполненаиз материала с коэффициентом линейного температурного расширения, удов"летворяющим условию10338Изобретение относится к измери-.тельной тенике и может быть использовано для контроля перемещений объектов в условиях повышенных температур,Известен датчик линейных перемещений дифференциально-трансформаторного типа, содержащий корпус с закрепленными в нем на каркасе обмоткамии симметрирующим элементом в виде магнитного шунта, установленным с воэ рможностью перемещения вдоль оси датчика 1.1 1.Недостатком датчика является высокая температурная погрешность, обусловленная изменением геометрическихи электромагнитных пораметров датчикапри изменении температуры.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является датчиклинейных перемещений, содержащий ста Оканообразный ферромагнитный корпус,размещенные в нем Ферромагнитныйсердечник, соединяемый в процессеизмерений с объектом контроля, обмотка возбуждения, две измерительныеобмотки, и электропроводную симметрирующую втулку, расположенную со стороны открытого торца корпуса. Симметрирующая втулка закреплена на корпусенеподвижно и предназначена для устранения влияния на характеристику преобразования датчика поперецной асимметрии его корпуса 1 2 1.Недостатком датчика является низкая точность, обусловленная отсутствием регулировки нулевого положенияи высокой температурной погрешностьюв области нуля характеристики преобразования.Цель изобретения - повышение тоцности датчика путем стабилизации положения нуля характеристики преобразования при изменении температуры ок"ружающей среды,Зта цель достигается тем, цто в45датчике линейных перемещений, содержащем стаканообразный ферромагнитныйкорпус, размещенные в нем Ферромагнитный сердечник соединяемый в процес)се измерений с объектом контроля,обмотка возбуждения, две измерительные обмотки, и электропроводную симметрирующую втулку, расположеннуюсо стороны открытого торца корпуса,симметрирующая втулка установленас воэможностью перемещения вдоль осикорпуса с помощью гайки, имеющей резьбу на внешней и внутренней поверхностях, и выполнена из материала с коэф-,49 2Фициентомлинейного температурнопграсширения, удовлетворяющим условиюр " ., (Огде Ьо - эффективная длина корпуса;00 - эффективная длина симметрирующей втулки;С - коэффициент линейного темпе"ратурного расширения материала корпуса.На цертеже показанобщий вид датчика, разрез.Датчик линейных перемещений содержит ферромагнитный корпус 1, выполненный в виде цилиндрицеского стака.на с отверстием по центру днища. В корпусе 1 размещены сердечник 2 из ферромаГнитного материала, связываемый в процессе измерений через отверстие в днище с контролируемым объектом (не показан), и изоляционный каркас 3, На каркасе закреплены обмотка 4 возбуждения, подключаемая к источнику напряжения переменного тока, и измерительные обмотки 5, соединенные встречно-последовательно. Со стороны открытого торца корпуса 1 размещены симметрирующая втулка 6 и гайка 7 с резьбой на внутренней и внешней цилиндрических поверхностях. На внутренней стенке стаканообразного корпуса 1 со стороны его открытого торца также выполнена резьба, обеспечивающая регулируемое соединейие гайки 7 с корпусом 1, С помощью внутренней резьбы на гайке 7 закреплена симметрирующая втулка 6, рабочий торец которой обращен в сторону сердецника 2, Втулка 6 выполнена из электропроводящего материала с коэффициентом лйнейного температурного расширения, удовлетворяющим условию ( 1 .Датчик работает следующим образом.Изменение положения сердечника 2, вызвайное перемещением контролируемого объекта, приводит к изменению магнитных потоков, создаваемых обмоткой 4 возбуждения и проходящих через измерительные обмотки 5, и к соответствующему изменению наводимых в них ЭДС. По величине и фазе разности ЭДС измерительных обмоток 5 на выходе датчика определяют перемещение контролируемого объекта. С помощью электропроводной симметрирующей втулки 6 осуществляется компенсация поперечной асимметрии корпуса 1 датчика и возможной неидентицности измерительныхДля обеспечения возможности регу" лировки температурного изменения зазора д коэффициент р линейного температурного расвирения мвтериала втулки должен быть не мвыеФ величины, определяемой из условия нулевого из" менения зазора 6 при крайнем положении гайки 7 у торца корпуса и втул.ки 6 у базовой поверхности гайки 7. При этом из условий (2) и (3) вытекает ограничение (1) на соотношение коэффициентов линейного расширения" материалов корпуса 1 и втулки 6. 3 10338обмоток 5, оказывающих дестабилизи;рующее влияние на положение нуля характеристики преобразования датчика.Изменяя величину зазора д"омеждурабочей поверхностью втулки 6 и ближайшей к ней измерительной. обмоткой 5,влияющего на коэффициент индуктивнойсвязи этой измерительной обмотки 5 собмоткой 1 возбуждения и, следователь"но, на ЭДС этой обмотки, что обеспе- фчивается перемещением, втулки 6 вдольоси корпуса 1, устанавливают равенст,во ЭДС измерительных обмоток 5 и нулевой выходной сигнал датчика при нулевом перемещении объекта, 15Изменение зазора.о может быть осуществлено .либо перемещением гайки 7относительно корпуса 1, либо перемещением втулки 6 относительно гайки 7,Таким образом,. в датчике обеспечива" р 11ется. регулируемая компенсацйя влиянияего электромагнитной и геометрическойасимметрии,При изменении температуры окружающей среды изменяются в противоположных направлениях эффективная длина ,0корпуса 1 между базовой поверхностью,гайки 7 и закрытым торцом корпуса 1и эФфективная длина Во втулки 6, равная расстоянию от базовой поверхности ,гайки 7.до поверхйоети рабочего торцавтулки 6, Изменения Д 1. и Д 6 эффективной длины 1.О корпуса и эффективнойдлины Р втулки, соответственна, сизменением д 1 температуры окружающейсреды равны35а 1. - ,дала. ДЕ-Е,Рдс, (2)Неизменность зазора Го с изменением температуры достигается при условииь 1. =дЕ. (3)Устанавливая различное соотношение эффективных длин корпуса 1 и втул. 9 юки 6 путем раздельного. перемещениягайки 7 и втулки 6, обеспечивают регулировку изменения зазора д" с изме-нением температуры окружающей среды,Для температурной компенсациииз" менения положения нуля характеристи". ки преобразованию датчика производят его регулировку ющдующим образом. Сохраняя неизменная величину зазора до, установленную ври регулировке нуля при нормальной температуре, вращением гайки 7 и втулки 6 подбирают ,такое соотноаение их эффективных дЛин, при которой сохраняется положение .нуля характеристики датчика при максимальной (минимальной) температуре окружающей среды.1 Благодаря тому, что в датчике осу" ществляется регулировка положения нуля характеристики преобразования при нормальной температуре и регулировка степени температурной компенса" ции, обеспечивается эффективная стабилизация положения нуля характеристи" ки датчика в рабочем диапазоне температур и достигается повышение его точности .У11303 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Заказ 5605/Й 2 Тираж 602ВНИИПИ Государстве ногделаи изобретенийМосква, Ж, Рауш Подписноеоиитета СССРоткрытийая наб., д. 1/5