Преобразователь линейных перемещений

(19) (1 2 88701 РЕСПУБЛ 1)4 С 01 В 7/00 О 0 1 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нический институт Ю.З. Ковалев прокаириа( 57) Изобретениеельной технике иение габаритныхаторного преобраеремещений при иеханических коле ои ток о я ег аметра, образованО. 4 ил. стки меньшег мирования его хар разования с задан ые выточками ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидУ 670796, кл. С 01 БРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕтносится к измери имеет целью умень азмеров трансфорователя линейных мерении размаха аний за счет форктеристики преобой длиной зоны не чувствительности. Преобразователь содержит размещенные в экранирующем корпусе 1 обмотки 4 и 5 возбуждения и измерительные обмотки 6 и 7 во внутренней полости которых установлен с возможностью возвратно-пос тупательного перемещения электр водный сердечник 8 с двумя выто ми 9 и 10, имеющими одинаковую ну и удаленными одна от другой расстояние, превышающее их шири величину, соответствующую приме двойной амплитуде контролируемы механических колебаний. В резул при перемещении сердечника 8 пр ходит изменение его экранирующе действия на магнитные поля обмо преобразователя, когда в зонах ложения этих обмоток окаэываютсИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики для контроля и измерения размаха меха 5 нических колебаний рабочих органов различных объектов.Цель изобретения - уменьшение габаритных размеров при измерении размаха механических колебаний за счет сосредоточения электромагнитного поля обмоток возбуждения в узкой зоне экранированной полости корпуса преобразователя и формирования выходной характеристики с заданной длиной эо ны нечувствительности.На фиг. 1 изображен преобразователь линейных перемещений, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг 1; на фиг. 3 - блок-схема преобразова теля линейных перемещений; на фиг. 4 - выходная характеристика преобразователя линейных перемещений, представляющая зависимость величины его выходного сигнала от величины смещения 25 сердечника относительно начального положения.Преобразователь линейных переме" щений содержит цилиндрический корпус 1 с кольцевыми выточками 2 и 3. 30 Корпус 1 выполнен из электропроводящего немагнитного материала (например, дюралюминия или латуни). В выточках 2 и 3 корпуса размещены включенные последовательно встречно обмотки 4 и 5 возбуждения и включенные последовательно согласно измерительные обмотки 6 и 7. В осевом отверстии корпуса 1 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемеще О ния электропроводный неферромагнитный сердечник 8, на цилиндрической поверхности которого выполнены две идентичные по размерам кольцевые выточки 9 и 1 О, удаленные одна от другой на расстояние, превышающее их ширину. Ширина выточек 9 и 10 равна расстоянию 1 между серединами выточек 2 и 3 корпуса 1, а следовательно, и между серединами обмоток 4 и 5 возбуждения или измерительных обмоток 6 и 7. Расстояние между серединами выточек 9 и сердечника 8 равно сумме контролируемого размаха механических колебаний объекта контроля (не показан) и удвоенной ширине выточки 9 (или 10) сердечника 8.Корпус 1 размещен в электропроводящем неферромагнитном: кожухе 11. В кольцевых выточках 2 и 3 корпуса имеются сквозные пазы 12 прямоугольной формы. Обмотки 4 и 5 возбуждения подключены к высокочастотному генератору 13. В качестве сердечника 8 может быть использована непосредственно деталь рабочего органа контролируемого объекта (например, шток, изготовленный из нержавеющей стали). Для обеспечения необходимой механической прочности диаметр сердечника 8 в области выточек 9 и 1 О не должен быть менее 80-907 от диаметра сердеч" ника 8 в его средней части. В том случае, если монтаж преобразователя в корпусе объекта невозможен, то сердечник 8 жестко связывается с подвижным органом объекта. В исходном положении сердечника 8 его кольцевые выточки 9 и 10 располагаются симметрично относительно обмоток 4 и 5 возбуждения за пределами торцов кожуха 11, Электромагнитные поля обмоток 4 и 5, сосредоточенные в области выточек 2 и 3 корпуса 1, проходя к поверхности сердечника 8 через сквоз" ные пазы 12, одинаково экранируются этой поверхностью. Размеры зоны сосредоточения магнитного поля могут быть сделаны достаточно малыми, а потому малыми могут быть и габаритные размеры преобразователя.На измерительных обмотках 6 и 7, включенных последовательно и согласно наводятся сигналы, сумма которых по величине мало отличается от нуля при симметричном (начальном) положении выточек 9 и 10 сердечника 8 относительно обмоток преобразователя.Преобразователь линейных перемещений работает следующим образом.При перемещении сердечника 8 от-носительно начального положения выходное напряжение Ц ц преобразователя остается равным начальному значению Б до тех пор, пока одна из выточек сердечника, например выточка 9, не войдет в соответствующую кольцевую выточку 2 корпуса. В этом случае степень экранирования поля возбуждения обмотки 4 уменьшится, увеличится ее импеданс, а потому возрастет падение напряжения на этой обмотке и уменьшится падение напряжения на обмотке 5 возбуждения. Выходное напряжение Бувеличится пропорционально степенй перекрытия кольцевых выточек 2 и 9, а следовательно, и вели 1388 701чине перемещения рабочего органа объекта контроля. Максимальному перемещению этого органа буцет соответствовать наибольшее по амппитуде выходное напряжение преобразоватепя.5 При этом выточка 9 электропроводного сердечника .8 не должна выходить за пределы выточки 2 корпуса, т,еперемещения выточки 9 сердечника должны лежать в пределах эоны только одной обмотки возбуждения - обмотки 4. При движении сердечника 8 в обратном направлении процессы, рассмотренные выше, повторятся, а фаза высокочастотного напряжения 0 , изменится на 180 по отношению к фазе напряжения генератора 13,На фиг. 4 приведен график выходной характеристики преобразователя перемещений. Для наглядности уровень напряжения П показан в увеличенном масштабе. Зона нечувствительности преобразователя расположена симметрично относительно начального положения сердечника 8. Размер ее каждой полузоны равен расстоянию Ъ (фиг. 1) между выточкой сердечника и ближайшей к ней выточкой корпуса, а протяженность т.всей эоны равна30 7=2 Ъи зависит только от конструктивных па. ,раметров преобразователя, вследствие чего она является величиной стабильной, нечувствительнои к воэдеиствиюч ч 35 различных возмущающих факторов. Благодаря .наличию эоны нечувствитель" ности в переменное напряжение Упреобразуется не весь размах механи 40 ческих колебаний, а только его частьвВ, равнаяЛВ = В - ,что повышает чувствительность преобразователя к механическим колебаниям. Величина аВ определяет габаритные размеры преобразователя, а также длину линейного участка его характеристики. Длина одной обмотки возбуждения должна быть не менее дВ. Поэтому минимальная длина Екорпуса преобразователя может быть определена с учетом конструктивного коэффициента 1 1,2-1,6, зависящего от допустимой нелинейности выходной характеристики, как Е=2 ЕаВ,в то время как минимальная длина Ь, известного преобразователя должна быть больше, чем Ь, 2 ЕВ=4 ЕХ. Таким образом, габаритные размеры предлагаемого преобразователя (по сравне-: нию с известным) существенно уменьшаются при сохранении той же чувствительности к размаху механических колебаний.формула изобретенияПреобразователь линейных переме"щений по авт. св. У 670796, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью уменьшения габаритных размеров при измерении размаха механических колебаний, на его сердечнике выполнена вторая кольцевая выточка,идентичная первой и удаленная от неена расстояние, превышающее ширинувыточки,/42 Тираж 680И Государственнделам изобретенМосква, Ж, Р одписное ка а СССР НИ го ком й и от т п13035 5 аб.,с оектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужго