Индуктивный преобразователь перемещений

Изобретение относится к измеритЕльной технике и может быть использовано для измерения перемещений объектов различного назначения.Цель изобретения - повышение чув 5ствительности и точности измеренияза счет дополнительного подмагничивания объекта измерения,На Фиг. 1 показан индуктивный преобразователь перемещений, общий видна Фиг, 2 и 3 - распределение силовых магнитных линий в зоне измеренияпри сдвиге Фаз ьсумежду сигналом навьходе автогенератора и сигналом, подаваемым на обмотку Ферромагнитнойовставки, равном ЬЦ0 и Ь = 180соответственно, на Фиг. 4 - принципйальная электрическая схема автогенератора, 20Индуктивный преобразователь перемещения 1 Фиг.1) содержит корпус (недоказан), в котором установлен ферромагнитный С-образный сердечник 1 сдвумя полюсами, выполненными в виде 25усеченных прямоугольных пирамид,вершины которых обращены друг к другу, обмотку 2, размещенную на сердечнике 1, Ферромагнитную вставку 3 сОбмоткой 4, размещенную на корпусев зазоре между полюсами сердечникасо стороны объекта измерения (не показан), автогенератор 5, выполненныйпо трехточечной схеме, в колебательный контур которого включена обмотка 2 сердечника, регистрирующий при.- 35бор 6, подключенный к выходу автогенератора 5, к которому подключентакже второй вход Фазоврашателя 7,первый вход которого подключен к выхо ду источника 8 управляющего напряжения, и усилитель 9, вход которого соединен с выходом Фазовращателя 7, авыход подключен к обмотке 4 вставки Зе45Схема автогенератора 5 выполненана полевом транзисторе 10 по схеме собщим истоком. Цепь смещения транзистора 1 0 состоит из резисторов 11и 12, В истоковую цепь транзистора10 через резистор 13 подкхдочен стабилизатор тока, собранный на полевомтранзисторе 14 и резисторе 1 5. Конденсаторы.16-18 и диод 19 вместе собмоткой 2 сердечника образуют резонансный колебательный контур, который включен между затвором транзистора 1 0 и стоком транзистора 14, Выводы 20 и 21 схемы предназначены для подключения регистрирующего прибора 6, а вывод 22- для подключения к источнику постоянного напряжения. В качестве источника 8 управляющего напряжения может быть использован источник постоянного тока, а регистрирующего прибора 6 - частотомер.Преобразователь работает следукщим образом.В начальном состоянии, характеризующемся тем, что разность Фаз л между сигналом на выходе автогенератора 5 и сигналом, подаваемым на обмотку 4 Ферромагнитной вставки 3 через усилитель 9 с Фазовращателя 7, равна нулю, обмотка 4 создает во вставке магнитный поток, направление которого совпадает с направлением магнитного потока в сердечнике 1, создаваемом обмоткой 2 (фиг.2). В результате весь магнитный поток замыкается внутри сердечника через вставку 3. В этом состоянии производится самодиагностирование преобразователя для корректировки его выходного сигнала. Тарировка преобразователя осуществляется предварительно экспериментально путем снятия зависимости частоты сигнала на выходе автогенератора 5 при различных значениях ЬЦ . В процессе работы при изменении внешних условий изменяются параметры колебательного контура и, следовательно, частота выходного сиг нала. Коррекция выходного сигнала осуществляется путем выбора известкой разности Фаэ ЬЦ(определенный ранее экспериментально) и подачей требуемого сигнала управления е источника 8, Тогда при компенсации ухода частоты режим измерения преобразователя будет определяться с учетом данной ИкВ режиме измерения, характеризующемся тем, что путем подачи соответствующего напряжения с источника 8 на первый вход Фа.зоврашателя 7 созо дается разность фаэ ЬЦ) = 180 1 с учетом компенсации ухода частоты Мо180+ Щ), обмоткой 4 создается магнитный поток, направление которого во вставке 3 противоположно магнитному потоку в сердечнике Фиг.З), при этом магнитный ноток в зазоре выходит иэ сердечника, огибает магнитный поток, выходящий из вставки, и суммируется с ним. В результате в измерительном зазоре и в измеряемом5 1551 объекте создается большая плотность силовых магнитных линий, чем при отсутствии магнитного потока, выходящего из вставки. Таким образом, при том же расстоянии до объекта измерения повышается чувствительность преобразователя и точность измерения.Автогенератор 5 (фиг,4) работает следующим образом,1 О На выводы 21 и 22 подается постоянное напряжение. Делитель напряжения, собранный на резисторах 11 и 12, обеспечивает требуемое смещение на затворе транзистора 10. Резонансный колебательный контур, состоящий нз элементов 2, 16, 17, 18 и 19, обеспечивает передачу сигнала с истока в затвор транзистора 10, вследствие чего осуществляется генерация авто- колебаний, частота которых определяется параметрами колебательного контура. Усилитель на полевом транзисторе 1 0 обладает высоким входным со противлением, не снижающим добротность колебательного контура, в результате исключается нестабильность частоты, вызываемая изменением добротности контура. Диод 1 9 шунтирует сиг- ЗО нал на обмотке 2 при превышении им порога открывания диода, тем самым стабилизируется напряжение на контуре, что приводит к повышению чувствительности преобразователя, Использование сердечника 1 с полюсами, выполненными в виде усеченных пирамид, обеспечивает изменение пространственной картины силовых магнитных линий в зависимости от расстоя О ,ния до объекта, а также повышение чув 973 6ствительности и линейности характеристики преобразователя. При изменении внешних условий режим работы транзистора 1 0 стабилизируется стабилизатором тока, собранным на транзисторе 4 и резисторе 5, включенных в истоковую цепь транзистора 10 через резистор 13. Гри перемещении объекта измерения изменяется расстояние от объекта измерения до сердечника, что приводит к изменению величины индуктивности обмотки 2 колебательного контура. Генерируемые автогенератором 5 колебания подаются с выводов 20 и 21 на регистрирующий прибор 6 (частотомер)Формула изобретенияИндуктивный преобразователь перемеп.,ениР, содержащий корпус с установленным в нем сердечником, полюсакоторого выполнены со скосами, обращенными внутрь сердечника, и автогенератор, в колебательный контур ко-.торого включена обмотка, размещеннаяна сердечнике, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышениячувствительностн и точности измерения,он снабжен ферромагнитноР вставкоРс размещенной на ней обмоткой, установленной на корпусе внутри сердечника между его полюсами, фазовращателем, усилителем и источником управля-.ющего напряжения, подключенньак к первому входу фаэовращателя, вторбй входкоторого соединен с выходом автогенератора, а выход фазовращателя черезусилитель подключен к обмотке вставки,1551973 Составитель Е, ТуревскийТехред А,Кравчук Корректор Т.Малец Редактор Л. Зайцева Заказ 320 Тираж 513 Подписное ВБИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5