Трансформаторный датчик перемещений

)5 6 01 В 700, 7/3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР РЫТ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОРСКОМУ 1 2(21) 4704604/28трансформаторного датчика перемещений . (22) 14.06;89 . за счет измерения не только угла поворота, (46) 07.08.92. Бюл. В 29 но и линейных перемещений обьекта конт- (71) Азербайджанский институт нефти и хи-роля. Датчик содержит статор, выполненмии им, М. Азизбекова . ный в виде полого цилиндра с торцовыми (72) Т, М. Алиев, Н. Т, Агагусейнов, В. Я. крышками, а также обмотки возбуждения и Едуш и С; М, Набиев . измерительные обмотки, уложенные в двух (56) Авторское свидетельство СССР кольцевых пазах обеих крышек. и переклю- В 1224556, кл, О 01 В 700, 1984. чаемых попарно встречно или согласно заАвторское свидетельство СССР висимости от измеряемого параметра - угла М 1281876, кл, 8 01 В 7/30;-1987. поворота или линейного перемещения ротора, который выполнен из спрессованного (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК ПЕ- ферромагнитногопорошкаиимеетнасвоих РЕМЕ ЩЕНИЙ торцовых поверхностях закрепленные косо- (57) Изобретение относится к измеритель- : симметрично полукруглые электропроводной технике и может быть использовано дляные пластины. Немагнитная ось, на которой телеизмерений угла поворота балансира:. закреплен ротоф выполнена с утолщенным или усилия нефтедобывающего станка-ка-участком в средней части, который оперт с чалки. Целью изобретения является расши- обеих сторон на эластичные манжеты, зарение функциональных возможностей . крепленные в центрах крышек. 4 ил.ЪюГ(ЯИзобретение относится к измеритель- магнитопровода первичйую и вторичную об- (А) ной технике и может быть примейено длямотки для измерения угловых перемещений р телеизмерений угла поворота балансираЯ Дь или усилия нефтедобывающего станка-ка-. Наиболее близким к заявленному извечалки. стен трансформаторный датчик угла повоИзвестен трансформаторный преобра- рота, содержащий ферромагнитный эовательлинейных и угловых перемещейий, . цилиндрический ротор; ферромагнитныйФ содержащий два неподвижных. коаксиаль- статор, выполненный в виде полого цилин-;но расположенных цилиндрических магни- . драсторцовыми крышками, и размещенные;, топровода одинаковой длийы;, . на нем обмотки возбуждения и измерения расположенный в зазоре между ними глад- : 12).кий ферромагнитный ротор, размещенные в . К его недостаткам следует отнести завикольцевой проточке одного из магнитопро-: симость индуктивного сопротивления обводов первичная и вторичная обмотки для мотки возбуждения от угла поворота измерения линейных перемещений и раз- ротора, что может привести к зависимости мещенные в двух продольных пазах другогочувствительности датчика от угла поютаротора, т, е. к нелинейности рабочей харак- винтами к статорному кольцу; а ротор насатеристики датчика. Кроме того, необходи- жен на утолщенный участок оси 5, опираюмость размещения обмоток на обеих щийся со стороны обеих крышек 3 и 4 окрышках статора приводит к некоторым вкладыши упорные подшипники трения) б,конструктивным недостаткам, например к 5 выполненные из немагнитйого жесткого маопредепенному неудобству соединения териала (например, нержавеющей стали) имежду собой измерительных и силовых об- опирающиеся в эластичные(например, фтомоток датчика. ропластовые или резиновые) манжеты 7. НаЦелью изобретения являешься расшире- основаниях ротора 2 косо-симметрично эание функциональных возможностей эа счет 10 креппены две полукруглые пластины 8, выизмерения не только угловых, но и малых полненные из немагнитного материала слинейных перемещений, высокой проводимостью. В обеих крышкахЦель достигается тем, что трансформа- статора имеются кольцевые пазы 9 и 10 пряторный датчик перемещений, содержащий моугольного сечения по окружностям больФерромагнитный статор, выполненный в ви шего и меньшего радиусов, два радиальныхде полого цилиндра и расположенных в его паза 11 и 12, расположенных диаметральноторцах крышек, размещенную в кольцевых . противоположно и соединяющих между сопазах, которые выполнены на внутренних бой оба кольцевых паза фиг. 2). В обеихповерхностях крышек, пару согласно соеди- крышках в пазах 9 по окружности большегоненныхобмоток возбуждения, пару измери радиуса расположены попуобмотки 13 возтельных обмоток, размещенные в центрах буждения (по полуобмотке в каждой крышкрышек подшипники, установленную с воэ- ке), а в пазах по обеим окружностям иможностью вращения немагнитную ось и диаметру - измерительные полуобмотки 14закрепленный на ней дисковый ротор, вы- по две полуобмотки вкаждой крышке), Обеполненный из прессованного ферромагнит крышки имеют крепежнь 1 е головки круглогоного порошка и имеющий на своих сечения: левая гладкую и правая с резьбой.торцовых поверхностях закрепленные косо- Крепежные головки выполняются цисимметрично полукруглые электропровод- линдрической формы: левая - гладкий выные пластины, снабжен двумя эластичными ступ на крышке 4 и правая - выступ сманжетами, размещенными в центрах кры резьбой на крышке 3, и используются соотшек, на внутренних поверхностях каждой иэ ветственно при измерении усилий в полирокрышеквыпопненывторыекольцевыепазы ванном штоке и угла поворота головкидругого диаметра и по одной паре радиапь-балансира станка-качалки,йых пазов, расположенных диаметрально Работает трансформаторный датчикпротивоположно и соединяющих между со следующим образом,бой оба кольцевых паза, каждая из измери- Прйизмерении усилий датчик работаеттельных обмоток выполнена в виде двух как датчик малых линейных перемещенийплоских пбпукруглых попуобмоток, которые ротора 2 по оси 2, Полуобмотки 13 возбужразмещены в кольцевых и радиальных па- дения включаются согласно, измерительэах соответствующей крышки с возможно ные полуобмотки 14, расположенныевстью попарного переключения попуобмоток одной крышке, соединяются согласно, а пасо встречно-последовательного на соглас- ры попуобмоток, размещенные в разныхно-последовательное соединение и синх- крышках 3 и 4, - встречно. В результатеронного с ним переключения пар перемещения ротора 2 по оси Жвоздушныйполуобмоток с последовательного соедине зазор с одной торцовой стороны ротора и-ния йа встречное, анемагнитная ось выпол- статора увеличивается, а с другой - уменьнена с утолщенным участком в средней шается, что приводит к увеличению суммарчасти, который оперт с обеих сторон на эла- ного напряжения в одной паре полуобмотокстичные манжеты, и уменьшению в другой и, в конечном счете;На фиг, 1 изображен трансформатор- БО к изменению результирующего напряженияный датчик перемещений; на фиг.2 - крыш- на выходе датчика, пропорционального пека датчика; на Фиг. 3 и 4 - схемы соединений ремещению ротора 2 по оси 2, При согласобмоток датчика при его работе в качестве .ном соединении измерительныхдатчика усилий и датчика угла поворота со- полуобмоток 14 в пазах каждой крышки 3 и55 4 фиг, 3) поворот ротора 2 практически недатчик содержит Ферромагнитный ста- влияет на величину выходного напряжениятор 1, выполненный в виде кольца, выточен- этих полуобмоток, ибо увеличение напряженого иэ сплошной стали, ротор 2 и две нияоднойизнихкомпенсируетсяуменьшекрышки 3 и 4, выполненные прессоаанием нием напряжения другой, Вдобавок коиз порошковой стали, Крышки крепятся всему датчик, предназначенный для измерения усилий., крепится на верхней полке балансира станка-качалки так, что поворот ротора практически не возможен.При измерении угла поворота трансформаторный датчик работает как преобра эователь угловых перемещений ротора 2. ПолуобмЫки 13 возбуждения, как и прежде, включаются согласна, измерительные полу- обмотки 14, расположенные в одной крышке, соединяются встречно, а парц 10 полуобмоток, размещенные в разных крышках 3 и 4 - согласно. В результате поворота ротора 2 напряжение в одной иэ измерительных полуобматок 14 на каждой половине увеличивается, а в другой - уменьшается 15 и выходное напряжение, равное сумме на-. пряжений обеих пар, изменяется пропорционально углу поворота ротора 2. При согласном соединении пар измерительных полуобмоток 14, закрепленных в каждой 20 крышке(т. е, при сложении разности напряжений каждой полуобмотки), перемещение ротора 2 по координате 2 не влияет на величину выходного напряженияибо при атом уменьшение результирующего напряжения 25 одной парц компенсируется увеличением напряжения другой пары. К тому же датчик при измерении угла поворота крепится так, что перемещение ротора 2 по координате 7 при этом практически не возможно. 30Формула изобретенияТрансформаторный датчик перемещений, содержащий ферромагнитный статор, выполненный в виде полого цилиндра и расположенных в его торцах крцшек, разме щенную в кольцевых пазах, которые выполнены на внутренних поверхностях крышек, пару согласно соединенных обмоток возбуждения, пару измерительных обмоток, размещенные в центрах крышек подшипники, установленную с воэможностью вращения немагнитную ось и закрепланнь.й на ней дисковый ротор, выполненный из прессованного ферромагнитного порошка и имеющий на своих торцовых поверхностях закрепленные косо-симметрично полукруглые электропроводные пластины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей эа счет измерения не только угловых, но и малых линейных перемещений, он снабжен двумя эластичными манжетами, размещеннымив центрах крышек, на внутренних поверхностях каждой из крышек выполненц вторые кольцевые пазы другого диаметра и по одной паре радиальных пазов, расположеннцх диаметрально противоположно и соединяющих между собой оба кольцевых паза, каждая из измерительных обмоток выполнена в аиде двух плоских полукруглых полуобмоток, которые размещены в кольцевых и радиальных пазах соответствующей крышки с возможностью попарного переключения полуобмоток со встречно-последовательного на согласно- последовательное соединение и синхронного с ним переключения обеих пвр полуобмОток с последовательного соединения на встречное, а немагнитная ось выполнена с утолщенным участком в средней части, который оперт с обеих сторон на эластичные манжеты.троивводотеен но и вдетое некий коибинет "Петент", т. ти аз 2757 Тираж ВНИИПИ Государственного кои113035, Мос Подписноеа по изобретениям и открытияЖ-ЗЬ, Раушскад наб., 4 И КНТ СССР