Способ преобразования перемещение-напряжение

ОЮЗ СОВЕТСКИОЦИАЛИСТИЧЕСЕСПУБЛИК 19) .ЪЮ 166339 1)5 001 В 7/О В Е ННЫ Й. КОМИТЕТТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМССР ГОСУДАР ПО ИЗОБ ПРИ ГКНТ БРЕТЕН К АВТ,А ап устрои- сформаия, Л.: ПЕРЕ ерительзовано рматорПИСАНИЕ И КОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТ 21) 4718111/2822) 11.07.8946) 15,07,91. Бюл. М 2672) Н. Д, Конаков, А, В. Любомиро(53) 531.717(088.8) (56) Авторское сви М 855380, кл, 6 01Середнин В, ства с высокотемп торными датчик Энергия, 1968, с,1 54) СПОСОБ ПР МЕЩЕНИЕ - НАП (57) Изобретение ной технике и м например, при ра детельство СССРВ 7/00, 1979,И, Измерительныеературными трэнами перемещен2.ЕОБРАЗОВАНИЯРЯЖЕНИЕотносится к изможет быть использработке трансфо ных датчиков перемещения. Целью изобретения является повышение точности измерений, В начале диапазона измерений, т, е, при равенстве зазоров между компенсирующей пластиной 7 и подвижным якорем 8 с помощью фаэовращателя 10 добиваются такого положения, чтобы фазовый сдвиг между напряжениями 01 и 02(х) секций измерительной обмотки 4 отличался бы от 180 С на угол а(хо). В конце диапазона измерений фазовый угол между 01 и 02(х) равен 180, Напряжения О 1 и Ог(х) суммируются с гомощью сумматора 11, В результате удается повысить линейность функции преобразования во всем диапазоне измерений, а следовательно, и точность измерений.3 ил.10 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке, например, трансформаторных датчиков перемещения.Целью изобретения является повышение точности измерений за счет повышения линейности выходной характеристики датчика,На фиг. 1 представлена конструкция датчика, реализующего способ; на фиг. 2 - электрическая схема датчика, реализующего способ; на фиг. 3 - векторная диаграмма сигналов, поясняющая способ.Датчик для реализации способа содержит ферромагнитный корпус 1, магнитопровод 2, на центральном стержне которого размещены две секции обмотки 3 возбуждения, соединенные согласно-последовательно, и две секции измерительной обмотки 4, соединенные встречно-последовательно. Точка соединения укаэанных обмоток соединена с общим проводом. Металлические щечки 5 и 6 образуют совместно с центральным диском магнитопровода 2 каркас для размещения обмоток.Со стороны одного торца магнитопровода 2 размещена с зазором хк компенсирующая ферромагнитная пластина 7, со стороны другого торца с зазором хр - подвижный ферромагнитныйякорь 8, связанный в процессе измерения с контролируемым обьектом и перемещаемый в направлениях, укаэанных стрелками.В центральной части компенсирующей пластины 7 имеется отверстие, внутри которого размещен подвижный металлический стержень 9, который перемещается по резь- бовой части корпуса 1 датчика.Свободный конец первой секции измерительной обмотки 4 (фиг, 2) подключен ко входу фаэовращателя 10, выход которого соединен с одним из входов сумматора 11, а к другому входу сумматора 11 подключен свободный конец второй секции измерительной обмотки 4,Фазовращатель 10 позволяет устанавливать в начале диапазон измерения между выходными сигналами секций измерительной обмотки угол сдвига фаэ, отличающийся от 180 С на угол а (хо) с целью уменьшения чувствительности выходной характеристики в начале диапазона измерения, В качестве фазовращателя могут быть использованы РС иВ или другие любые цепи, рассимметрирующие активную и реактивную составляющие рабочей и компенсационной обмоток.Способ реализуетсй следующим образом. 25 30 35 40 45 50 55 При расположении компенсирующей пластины 7 и подвижного якоря 8 с одинаковыми начальными зазорами, соответствующими началу диапазона измерения относительно центрального стержня магнитоп ровода 2 хмь= хрпь, и подведении синусоидального напряжения питания Оп от внешнего источника (на чертеже не показан) к секциям обмотки 3 возбуждения, на секциях измерительных обмоток 4 появляются выходные сигналы, сдвинутые по фазе на 180 С за счет включения секций измерительных обмоток. С целью повышения линейности выходной характеристики датчика, а следовательно, и точности преобразования между выходными сигналами О 1 и О 2(х) секций измерительных обмоток 4 устанавливается в начале диапазона измерения угол сдвига фаз, отличающийся от 180 С на угол а (х,) путем подбора элементов фаэовращателя 10 и положения металлического стержня 9, Положением стержня 9 и подбором витков первой секции измерительной обмотки 4 в датчике одновременно устанавливается при начальном зазоре баланс амплитуд сигналов О 1 и О 2(х)При перемещении подвижного ферромагнитногс рабочего якоря 8 изменяется зазор хр от начального значения хам до значения хром, соответствующего концу диапазона измерения, и выходной секции измерительной обмотки при этом модулируется по амплитуде функции перемещения за счет изменения взаимной индуктивности между секциями обмотки 3 возбуждения и измерительной обмотки 4 по закону, близкому к зкспоненциальному,Одновременно при изменении взаимной индуктивности между секциями обмоток возбуждения и измерительной при перемещении якооя 8 входной сигнал модулируется по фазе, Глубина модуляции угла Щх) устанавливается от а(х,) до Оза счет непропорционального изменения величины вносимых реактивных и активных сопротивлений в секции измерительных обмоток и может регулироваться изменением частоты напряжения Оп - питающего генератора,Таким образом, при перемещении подвижного якоря 8 выходной сигнал О 2(х) будет промодулирован по амплитуде и фазе в функции перемещения,Угол а (хо), определяющий фазу сигнала О относительно сигнала 020(х) в начале диапазона измерения, устанавливается подбором фазовращателя таким образом, чтобы при нахождении подвижного якоря 8 в конце диапазона измерения между выход) - 20102 ина результ е 0(х) - ве ющего си щее значен игнала 02(х(х) - текпо фазеия. глубиныфункци ЯКме ными напряжениями 01 и 02 "(х) угол сдвига фаз Оыл равен 180 С,На сумматоре 11 происходит геометрическое сложение сигналов 01 и 02(х), а результирующее напряжение 0(х), снимаемое с выхода сумматора 11, определяется выра- жением где 0(х) - величина результла; 01, 02(х) сигналы соответственно нд первой и второй секциях измерительной обмотки;а (х) - текущее значение глубины модуляции по фазе сигнала 02(х) в функцииемещения,В конце диапазона величина результирующего сигнала определяется как О(х)=Ь 1-02(х)1 Благодаря этому линейность характеристики датчика на начальном и конечном отрезках диапазона измерений выравнивается.Формула изобретения Способ преобразования перемещение- напряжение, заключающийся в том, что с помощью индуктивных датчиков формируют два синусоидальных сигнала 01 и 02(х), сдвинутых по фазе относительно друг друга, по меньшей мере один иэ сигналов модулируют по амплитуде в функции перемещения, а о перемещении судят по величине результирующего сигнала, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения точности преобразования за счет повышения линейности выходной характеристики, между сигналами 01 и 02(х) в начале диапазона измерения устанавливают угол сдвига фаэ, отличный от 1800, на угол а(хо), определяемый.по формуле5 где Й 0, . - активное сопротивление и индуктивность рабочей измерительной обмотки датчика при расположении объекта 15 контроля в конце диапазона измерения;й(х), Цх) - приращение величин активного сопротивления и индуктивности рабочей измерительной обмотки датчика при перемещении объекта контроля из конца в нача ло диапазона измерения;сО =201 - частота питающего датчик напряжения, один из сигналов модулируют по фазе в функции перемещения, глубину модуляции устанавливают такой, чтобы в кон це диапазона измерения угол сдвига фаэмежду сигналами стал равным 1800, а о перемещении судят по результирующему сиг1663398 Составитель Ю.Петрайковскийн Техред М,Моргентал Корректор С,Черн едактор В,Фель Заказ 2256 Тираж 387 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10