Трансформаторный преобразователь линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 001 В 7/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ нститут фи- , Г.М.Абраые устроидатчиками8, с,26,РЕОБРАЗОЩЕНИЙ измерительышение точработы ователя лиях воздейстРМАТОРНЫИ П ЕЙНЫХ ПЕРЕМ ие относится к имеет целью понадежности рного преобра ещений в услови(54) ТРАНСфО ВАТЕЛЬ ЛИН (57) Изобрете ной технике и н ос.ти и тра нсформато нейных перем провода обмоток и их выействии на преобраэовабилизирующих факторов, внешнее давление гаэообсреды, большие механичебрации, удары),рывов мот водом, пр тель таки как повыш разной и ж ские нагру очного и возд дест енное идкой зки (ви ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВ- М.: Энергия, 19 Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений в жидких средах в условиях воздействия различных дестабилизирующих факторов.Известен преобразователь линейных перемещений, содержащий ферромагнитный корпус, сердечник, размещенные на нем измерительные и возбуждающие обмотки, компенсационный якорь, Недостатками этого преобразователя являются низкая точность измерения из-за наличия большой дополнительной погрешности, возникающей при воздействии дестабилизирующих факторов (повышенное давление жидкой или газообразной среды, механические нагрузки), которые приводят к разбалансу рабочей и компенсационной частей преобразователя, а также низкая надежность работы, вследствие возникающих обе.И ао 1 768936 А 1 вия дестабилизирующих факторов, Этот преобразователь содержит защитный стаканообразный кожух, выполненный из диамагнитного материала, размещенный в нем коаксиально ферромагнитный цилиндрический корпус и закрепленный в егонутренней полости магнитопроводящий сердечник с размещенными на нем двухсекционной обмоткой возбуждения, измерительной и компенсационной обмотками. На внутренней цилиндрической поверхности защитного кожуха закреплена фторопластовая гильза, установленная с возможностью скольжения по внешней поверхности ферромагнитного корпуса йреобраэователя. Около торцовой поверхности защитного кожуха установлен с возможностью перемещения рабочий якорь, а около противоположного его торца закреплен компенсационный якорь, 1 ил. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является дифференциально-трансформаторный датчик перемещений, содержащий диамагнитный металлический защитный корпус, в котором размещены сердечник с наложенными на него первичными и вторичными обмотками, ферромагнитный экран и соединенная с ним заклепками крепежная втулка, симметрирующая пластина (компенсационный якорь), крепежная гайка, Данный д;тчик обладает теми же недостатками, что и вышеописанный преобразователь.5 10 15 20 25 35 40 Цель изобретения - повышение точности измерения и надежности работы в условиях воздействия дестабилизирующих факторов.Поставленная цель достигается тем, что трансформаторный преобразователь линейных перемещений, содержащий защитный стаканообразный кожух, выполненный из диамагнитного материала, размещенный в нем коаксиально-ферромагнитный цилиндрический корпус, закрепленный в его внутренней полости магнитопроводящий сердечник с размещенными на нем двухсекционной обмоткой возбуждения, измерительной и компенсационной обмотками, а также симметрирующую пластину, выполняющую функцию компенсационного якоря и установленную с постоянным зазором относительно компенсационной обмотки, и рабочий якорь, установленный с возможностью изменения зазора между ним и донышком кожуха и предназначенный для связи с объектом контроля, снабжен жестко прикрепленной к внутренней цилиндрической поверхности защитного кожуха фторопластовой гильзой, установленной с возможностью скольжения по поверхности ферромагнитного корпуса в направлении продольной оси преобразователя. На чертеже представлена конструкция . 30 трансформаторного преобразователя линейных перемещений в разрезе.Преобразователь содержит магнитопроводящий сердечник 1, на котором размещены двухсекционные обмотки возбуждения 2, соединенные между собой последовательно, согласно, измерительная 3 и компенсационная 4 обмотки, соединенные между собой последовательно встречно. Сердечник 1 с обмотками 2,3,4 коаксиально установлен в ферромагнитный цилиндрический корпус 5 с открытыми торцами; который установлен в диамагнитный защитный стаканообразный кожух 6,Со стороны торца компенсационной обмотки 4 с зазором до расположена симметрирующая пластина 8 в защитном кожухе 6 на резьбе, причем для обеспечения геометрической симметрии рабочей и компенсационной частей датчика при размещении рабочего якоря 9 с зазором др = 0 относительно торца защитного кожуха 6 зазор выбирается равным до = Н + 1(где 1 - толщина дна защитного кожуха, Н - зазор между торцами ферромагнитного 5 корпуса и внутренней поверхностью дна защитного кожуха 6).Защитный кожух.6 через элементы уплотнения 10 крепится к установочной (опорной) плите 11 изделия, что исключает воздействие дестабилизирующих факторов вида "жидкая среда" на преобразователь со стороны размещения установочной плиты 11;Один из вариантов конструкции жесткого соединения защитного кожуха 6 и фторопластовой гильзы 7 обеспечивается следующим образом. Диамагнитный металлический кожух покрывают несколькими слоями необходимой толщины фторопластового лака (например, лаком типа ФП), который после термообработки представляет собой цилиндр, жестко соединенный с кожухом, а его внутренняя поверхность имеет малый коэффициент трения с соприкасающимися с ней металлическими и другими поверхностями, Возможны и другие варианты конструктивного исполнения жесткого соединения внешнего и внутреннего цилиндров защитного корпуса,В секциях обмотки возбуждения 2, подключенных к источнику переменного напряжения (не показан), возбуждаются магнитные потоки, проходящие через соответствующие магнитопроводы и через зазоры др и до. При перемещении Х рабочего якоря 9 в направлении к днищу стаканообразного защитного кожуха изменяется величина рабочего зазора др, а зазор до остается неизменным. Перемещение якоря 9 из балансного положения (др = О) приводит к возникновению на выходе преобразователя разностного переменного напряжения, снимаемого с рабочей обмотки 3 и компенсационной обмотки 4, включенных между собой последовательно встречно, причем раэностное напряжение изменяется пропорционально величине перемещения якоря 9.Повышение точности измерений в предлагаемой конструкции преобразователя достигается следующим образом,При воздействии на защитный кожух преобразователя дестабилизирующих факторов, например, повышенного давления Р 1 (величиной более 600 кг с/см ) жидкой или газообразной среды в осевом направлении (на фиг. 1 показано стрелкой Р 1) или криогенных температур происходит деформация (уменьшение геометрических размеров) цилиндрической части защитного корпуса.При этом внутренняя поверхность фторопластовой гильзы 7 защитного корпуса скользит по соприкасающейся с ней металлической поверхности основного корпуса, вследствие малой величины сцепления (коэффициента трения) материаловфторопласт-металл, Поэтому при изменении геометрических размеров цилиндрической части защитного кожуха практически исключаются механически воздействия на основной ферромагнитный корпус 5, а следовательно, и на жестко связанные с ним возбуждающие и измерительные обмотки, т,е. не нарушается балансировка рабочей и компенсационной частей по геометрическим параметрам.Вследствие этого снижается дополнительная погрешность измерения перемещений преобразователя при воздействии на его .защитный кожух дестабилизирующих факторов (давление, температура и др,), приводящих к изменению геометрических размеров защитного кожуха в осевом направлении, т,е. повышается точность измерения,Одновременно при воздействии силы Р 1, происходит прогиб д дна защитного кожуха 6, который также может оказывать механическое воздействие на обмотки преобразователя и приводить к увеличению дополнительной погрешности измерения за счет раэбаланса рабочей и компенсационной частей преобразователя.Для исключения этого воздействия в преобразователе предусмотрен зазор Н между внутренней поверхностью дна защитного кожуха 6 и торцовой поверхностью ферромагнитного корпуса 5 с обмотками 2,3,4,При воздействии на преобразователь ударных механических нагрузок действующих в осевом направлении и приводящих к воздействию силы Р 1 на защитный кожух 6, ферромагнитный корпус 5 с размещенными в нем обмотками 2,3,4, также защищены от воздействия силы Р 1 аналогично рассмотренному выше случаю при воздействии внешнего давления или низкой температуры.При воздействии на преобразователь динамических нагрузок, например, силы Рг в радиальном направлении на фиг, 1 показано стрелкой Рг), от действующих на него механических ударных нагрузок или изменяющего по величине повышенного давления окружающей среды взаимное перемещение в радиальном направлении ферромагнитного корпуса 5 с жестко закрепленными в нем обмотками 2,3,4 и защитного кожуха 6 ограничивается за счет соприкосновения их через внутреннюю фторопластовую гильзу 7, При этом происходит демпфирование воздействующих на преобразователь ударных нагрузок, а следовательно и повышение надежности работы,Технико-экономическим преимуществом данного преобразователя является:повышение точности измерения за сче 5 уменьшения дополнительной погрешностивследствие того, что в преобразователе перемещений не происходит разбалансировки рабочей и компенсационной частей, т,к, исключаются механические воздействия на 10 возбуждающую и измерительную обмоткипри изменении геометрических размеров защитного кожуха в продольном направлении от воздействия давления внешней среды вдоль оси датчика, изменения 15 температуры и других дестабилизирующихфакторов, вследствие того, что фторопластовая гильза и жестко связанный с ней защитный кожух при этом перемещаются по сопрягаемой с ним наружной поверхности 20 ферромагнитного корпуса;повышение надежности работы путемисключения возможных обрывов обмоточного провода обмоток и их выводов, вследствие исключения механических 25 воздействий на обмотки и их выводы за счетпредлагаемой конструкции защитного кожуха датчика, который обеспечивает свободное его перемещение в продольном направлении относительно ферромагнитно го корпуса с расположенными в нем обмотками и их выводами, при воздействии давления внешней среды, температуры и других дестабилизирующих факторс в,35Формула изобретенияТрансформаторный преобразовательлинейных перемещений, содержащий защитный стаканообраэный кожух. выполнен ный из диамагнитного материала,размещенный в нем коаксиально ферромагнитный цилиндрический корпус, закрепленный в его внутренней полости магнитопроводящий сердечник с разме щенными на нем двухсекционной обмоткойвозбуждения, измерительной и компенсационной обмотками, а также симметрирующую пластину, выполняющую функции компенсационного якоря и установленную с 50 постоянным зазором относительно компенсационной обмотки, и рабочий якорь, установленный с возможностью изменения зазора между ним и донышком кожуха и предназначенный для связи с объектом кон троля, отл и ча ю щи йя тем, что, с цельюповышения точности измерения и надежности в работе в условиях воздействия дестабилизирующих факторов, он снабжен жестко прикрепленной к внутренней цилиндрической поверхности защитного кожуха1768936 Составитель Н, КонаковТехред М,Моргентал ектор 3. Салко ктор аказ 3636 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 фторопластовой гильзой, установленной с возможностью скольжения по поверхности ферромагнитного корпуса в направлениипродольной оси преобразователя.