Способ настройки дифференциального преобразователя линейных перемещений

сОкгЗ сОВГ гсгих сйциАлис гигеских РГСПУГЛИК гя)5 6 01 В 7/00; О изОБРетг: гиям и ОткРьгтиРИ ГКНТ СССР 21) 486008 г /2822) 17,0 г 8 90(71) Калское объединение по гг"е,гзводству большегрузных автомобилей(56) Авторское свидетельство ГССР М. 1317271, кл, 6 01 В 7/00, 1985.Авторское свидетельство ГСР М 1474447, кл. О 01 В 7/00, 1987.(54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДИФФ ЕРЕНЦИАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений объектов, Цель изобретения - повышение точности настройки дифференциального трансформаторного преобразователя линейного перемещения в электри" еский сигнал,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для . контроля линейных перемещений объектов.Известен способ настройки дифференциального датчика линейных перемещений подвижным сердечником, заключающийся г том, что измеряют его характеристику преобразования перелещения в электрический сигнал и ределяют длину нелинейного участка характеристики по краю рабочего диапазона перемещений, соответствующую заданному классу то ности, и уменьшают длину подвижного сердечника датчика на величину одного нелинеиного участка.Экспериментально установлено, что уменьшение длины нелинейного участка характеристики преобразования датчика происходит при уменьшении длины подвижного сердечника только до опредесодержащего неподвижныи магнцтопровод с размещенными на нем обмотками и подвижный ферромагнитный сердечник, путем создания опгимальной структуры магнитного поля его возбуждающей обмот ки. Способ заключается в том, что измеряют характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал, определяют длину нелинейных участков характеристики по краям рабе:его диапазона перемещений, уменьшают длину подвижного элемента, и. изменяют профиль между подвижным лементом и магнитопроводом. Новым является применение покрытия подвижного элемента диамагнитным материалом и изменение его толщины в зависимости от величины минимального выходного напряжения преобразователя в области .нуля его характеристики преобразования. 2 з,п. ф-лы, 1 ил,ленной величины. Дальнейшее уменьшение длины подвижного сердечника прг,водит к увеличению длины нелинейного участка характеристики преобразования, т.к. сущесгвует определе;ная длина подвижного сердечника для каждой конкретной конструкции датчика, являющаяся оптилэльмой. При несимметрии индуктивностей измерительных обмоток длины нелинейных участков рабочего диапазона обеих ветвей характеристики преобразования г еодинаковы, поэтому настройку преобоазователя необходимо вести по ветви харакгеристики с наибольшей длиной нелинейного у легка,Наиболее близким техническим решением к данному спссобу является способ настройки дифференциального преебразо вателя линейных перемеце. сдержа щий подвижный лагнг, е;рг ледразмещенными на нем обмоткой возбуждения и парой дифференциально соединенных измерительных обмоток и подвижный ферромагнитный сердечник, заключающийся в том, что измеряют его характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал, определяют длину нелинейных участков характеристики по краям рабочего диапазона перемещений, соответствующие заданному классу точности преобразователя, уменьшают длину подвижного сердечника, изменяют профиль воздушного зазора между подвижным сердечником и магнитопроводом,Однако известный способ имеет следующие недостатки.Отключением одной из секций измерительной обмотки при настройке получают одинарный преобразователь, у которого выходная характеристика резко нелинейна. 5 10 15 20 Дифференциальное включение двух обмоток с резко нелинейными характеристиками вследствие их взаимной компенсации позволяет получить выходную характеристику с малой нелинейностью. При заданном 25классеточности у дифференциального преобразователя длина нелинейного участка на краю характеристики преобразования меньше, чем у одинарного преобразователя. Поэтому в известном способе необходи мо пересчитывать длину нелинейного участка на краю характеристики преобразования с дифференциального на одинарный преобразователь или определять эту длину приближенно, а настройку второй обмотки 35 производить, сравнивая.ее характеристику с ранее полученной характеристикой первой обмотки.Кроме того, в миниатюрных датчиках изменение профиля воздушного зазора при 40 помощи конструктивных элементов затруднительно.Цель изобретения - повышение точности настройки дифференциального преобразователя линейного перемещения в 45 электрический сигнал путем корректировки напряженности магнитного поля,Поставленная цель достигается тем, что в способе настройки дифференциального преобразователя линейных перемещений, 50 содержащего неподвижный магнитопровод с размещенными на нем обмоткой возбуждения и парой дифференциально соединенных измерительных обмоток и подвижный ферромагнитный сердечник, заключающий ся в том, что измеряют его характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал, определяют длину нелинейных участков характеристики по краям рабочего диапазона перемещений, соответствующие заданному классу точности преобразователя, уменьшают длину подвижного сердечника, изменяют профиль воздушного зазора между подвижным сердечником и магнитопроводом изменение профиля воздушного зазора осуществляют путем нанесения диамагнитного материала на наружную поверхность подвижного сердечника, причем толщину наносимого диамагнитного материала увеличивают с той стороны подвижного сердечника, которая соответствует большей величине нелинейного участка характеристики преобразования, а изменение толщины наносимого материала осуществляют по величине минимального выходного напряжения преобразователя в области нуля его характеристики преобразования,Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено продольное сечение преобразователя,Дифференциальный преобразователь линейных перемещений содержит ферромагнитный подвижный сердечник 1, неподвижный магнитопровод 2, на котором размещены обмотка возбуждения 3 и пара дифференциально соединенных измерительных обмоток 4 и 5, диамагнитный материал 6 нанесен на наружную поверхность подвижного сердечника 1,К выходу измерительных обмоток 4 и 5 подключается измерительный прибор, а к обмотке 3 возбуждения - источник питания переменного тока не показаны).Способ настройки линейности выходной характеристики дифференциального преобразователя линейных перемещений осуществляется следующим образом,Перемещают подвижный ферромагнитный сердечник 1 вдоль продольной оси преобразователя и измеряют выходную характеристику преобразования в электрический сигнал, Магнитное поле, создаваемое возбуждающей обмоткой 3 и пронизывающее измерительные обмотки 4 и 5, имеет большую неоднородность структуры в пространстве между краями магнитопровода 2 и подвижного ферромагнитного сердечника. При изменении положения ферромагнитного подвижного сердечника большая неоднородность магнитного поля является причиной неодинаковых изменений наводимых в измерительных обмотках ЭДС, что приводит к нелинейности характеристики преобразования на краях измерительного диапазона. С учетом заданного класса точности определяют длину нелинейных участков на краях характер стики преобразования10 25 30 35 40 45 50 Для любой конструкции дифференциального преобразователя при уменьшениидлины ферромагнитного подвижного сердечника (от максимальной, равной, например, суммарной длине возбуждающей иизмерительных обмоток до минимальной, вчастности, стремящейся к нулю) существуеттакая структура магнитного поля, при которой ее неоднородность минимальна. Последовательно изменяя длину подвижногосердечника и контролируя длину нелинейных участков добиваются наименьшей ихвеличины.При неодинаковых величинах реактивного и активного сопротивлений измерительных обмоток (магнитная асимметрия)вследствие технологического разброса длины нелинейных участков оказываются неодинаковыми, при этом в области нуляпоявляется выходное напряжение даже присимметричном положении подвижного ферромагнитного сердечника относительно измерительных обмоток, Причем этонапряжение тем больше, чем больше магнитная асимметрия преобразователя.Изменением профиля воздушного зазора между магнитопроводом и ферромагнитным подвижным сердечником можноизменять структуру магнитного поля обмотки возбуждения, Изменение профиля воздушного зазора осуществляется путемнанесения диамагнитного материала 6 нанаружную поверхность подвижного сердечника, Магнитная проницаемость диамагнитного материала меньше единицы (т,е.Это свойство диамагнетика противоположно аналогичному свойству ферромагнетика), поэтому диамагнетик ослабляетмагнитное поле преобразователя тем больше, чем больше толщина диамагнитного материала,Так как магнитная проницаемость диамагнетика ненамного меньше единицы, апроницаемость ферромагнетика намногобольше (в сотни, тысячи раэ), то ослаблениемагнитного поля возбуждающей обмоткинезначительно(до 1 %).Это позволяет очень точно осуществлять симметрирование токов измерительных обмоток благодаря созданиюнеобходимой напряженности магнитногополя обмотки возбуждения. Причем толщина наносимого диамагнитного материаламожет быть плавно увеличена на той частиподвижного сердечника, которая соответствует характеристике преобразования сбольшей длиной нелинейного участка,При этом перераспределяется плотность силовых линий магнитного поля обмотки возбуждения в области расположения измерительных обмоток и симметрируются реактивные составляющие тока в измерительных обмотках, что приводит к уменьшению выходного напряжения преобразователя в области нуля при симметричном положении подвижного сердечника относительно измерительных обмоток и равенству нелинейных участков характеристики преобразования на , краях измерительного диапазона, Таким образам, по величине выходного напряжения преобразователя в области нуля можно судить о симметрии измерительных обмоток, необ ходимом изменении длины подвижногоферромагнитного сердечника и обеспечить соответствующее уменьшение длины нелинейных участков выходной характеристики преобразователя,20 Формула изобретения 1. Способ настройки дифференциального преобразователя линейных перемещений, содержащего неподвижный магнитопровод с размещенными на нем обмоткой возбуждения и парой дифференциально соединенных измерительных обмоток и подвижный ферромагнитный сердечник, заключающийся в том, что измеряют его характеристику преобразования перемещения в электрический сигнал, .определяют длины нелинейных участков характеристик по краям рабочего диапазона перемещений, соответствующие заданному классу точности преобразователя, и соответственно уменьшают длину подвижного сердечника или изменяют профиль воздушного зазора между подвижным сердечником и магнитопроводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности настройки линейности характеристики преобразования путем корректировки напряженности магнитного поля, изменение профиля воздушного зазора осуществляют путем нанесения диамагнитного материала на наружную поверхность подвижного сердечника.2. Способ по п.1,отл ича ю щийся тем, что толщину наносимого диамагнитного материала увеличивают с той стороны подвижного сердечника, которая соответствует большей величине нелинейного участка характеристики преобразования,3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что изменение тощины наносимого материала осуществляют по величине минимального выходного напряжения преобразователя в области нуля его характеристики преобразования.1768931 Составитель 8, ЩербинТехред М:Моргентал Производственно-издательский комбина "Пагенг". г, Ужсоргд ул Геарина 301 Редактор Корректор 3, СалкоЗаказ 3636 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобрегениям и открытиям при ГКНТ .ССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5