Трансформаторный преобразователь линейных перемещений

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 9) ( 17 РЕСПУБЛИК 5)5 6 ЕТЕН ЕТЕЛ ния - повышение точности за счет исключения погрешности измерений в условиях меняющихся и повышенных температур и повышение линейности характеристики, В устройстве для измерения линейных перемещений обмотку возбуждения выполняют из двух секций, определенным.Образом располагают их друг относительно друга с определенной взаимосвязью размеров секций и их соединений, Измеряют отношение напряжений в двух разомкнутых контурах в переменном магнитном доле, Разность напряжений секций измерительной обмотки в зоне линейности индукции магнитного поля пропорциональна индукции, не зависит от перемещений и постоянна. 2 ил,т.ру кто ки Инс е бюр а физи обретение относ роения. в частнос линейных .переспользовано в на омышленных обой энергетики, ра ышенных и изме тся к области прити, к технике измеещений, и может чных исследованиектах и объектах отающих в условияющихся темперамежду через ю сек- ,4 палия, а рен быт ненад ением длины по авт екцобмо св. ну 0,6 - 0 ния, Ус вято за устрой оис вотото.им Данное ствнедостатки;1. Значительнаягрешность, Даже при нэксплуатации, предусмние температуры в пресятков градусов,создаваемое обмоткойизменяться из-за изменпротивления обмотки,лед щие температурная поормальных условиях тривающих изменеелах нескольких демагнитное поле, возбуждения, будет ения омического сотакже из-за нестаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изОБРеТениям и ОткРыти.ПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗО(46) 30.10,92, Бюл, М 4071) Специальное конмагнитной гидродинамки АН ЛатвССР(57) Изобретение относрения линейных перемнитными методами в уси повышенных темпер льство СССР7/00, 1988, РНЫЙ ПРЕОБРАЗОПЕРЕМЕЩЕНИЙ ится к технике измеещений электромагловиях меняющихсяатур. Цель изобретеИзвестен трансформаторныи преобразователь линейных перемещений по авт, св. К. 1490447, который содеркит цилиндрический корпус, закрепленную в нем секционированную обмотку возбуждения и размещенную соосно внутри нее измерительную обмотку, установленную с возможностью линейного перемещения, который отличается тем, что, с целью повышения точности измерений за счет повышения линейности характеристики преобразования, обмотка возбукдения выполнена трехсекционнои, дсобой посл встречно и цию, длинаной длин измеритель ционной с и имеет дли ки возбужд 1490447 пр из секцийсоединены довательно-согласно ключенную с ним трет отарой составляет 0,3 - 0обмотки возбужде ая обмотка выпол тречным соедин1772599 5 10 15 12 0,411,20 25 30 50 55 бильностей источника питания (хотя бы нестабильности сети в пределах, предусмотренных ГОСТом), Особенно существенен этот недостаток при работе устройства в условиях повышенных и изменяющихся температур. При этом величина магнитного поля изменяется не только в результате существенного изменения омического сопротивления обмотки(в несколько раз), но из-за неизбежного изменения всех линейных размеров элементов преобразователя (диаметров катушек возбуждения и измерительных, расстояний между катушками и т.д.).2, Дополнительная погрешность из-за нелинейности характеристики. Характеристика данного преобразователя может быть линейной только о ограниченном диапазоне перемещений. В частности за пределами обмотки возбуждения она принципиально не может быть линейной. В авт. свид, не оговорена величина перемещения, при которой характеристика линейна, но из приведенных размеров обмоток возбуждения и измерительной следует, что при перемещении более 0,15 длины обмотки возбуждения характеристика будет нелинейной,Целью настоящего изобретения является повышение точности и линейности характеристики преобразования. Поставленная цель достигается тем, что трансформаторный преобразователь линейных перемещений содержит цилиндрический корпус, размещенную в нем двухсекционную обмотку возбуждения, секции которой соединены последовательно встречно и подключены к источнику переменного тока, подвижный стержень, размещенный соосно с цилиндрическим корпусом и размещенную на немдвухсекционную измерительную обмотку, причем расстояние между секциями обмотки возбуждения выбрано равным половине среднего диаметра этих секций, секции измерительной обмотки выполнены с наружным диаметром, меньшим или равным половине среднего диаметра секций обмотки возбуждения, а расстояние 12 между нарукными сторонами секций измерительной обмотки выбрано из условия 120,4 11, где 11расстояние между центрами обмотки возбуждения.На фиг, 1 представлен преобразователь роперечный разрез); на фиг. 2 - кривая распределения индукции магнитного поля возбуждающей обмотки.Трансформаторный преобразователь линейных перемещений содержит цилиндрический корпус 1 с закрепленной в нем двухСекционной обмоткой возбуждения с секциями 2 и 3, Секции 2 и 3 обмотки возбуждения расположены друг от друга на расстоянии 12, равном половине среднего диаметра Оср этих секций, соединены встречно-последовательно и подключены к источнику переменного тока. Внутри обмотки возбуждения соосно с ней установлен стержень 4, соединенный с контролируемым объектом. и имеющий воэможность перемещения, на котором размещена двухсекционная измерительная обмотка, секции 5 и б которой выполнены наружным диаметрам бн, равным или меньше половины среднего диаметра Оср секций 2 и 3 обмотки возбуждения и размером между наружными сторонами где 11 - расстояние между секциями 2 и 3 обмотки возбуждения,Т ран сформаторн ый и реобразователь работает следующим образом.Обмотка возбуждения получает питание от источника переменного тока, и так как секции этой обмотки 2 и 3 соединены встречно-последовательно, она создает магнитное поле, распределение аксиальной составляющей индукции которого вдоль оси обмоток возбуждения показано яа фиг, 2. В результате расчетов на ЭВМ (достаточно просто распределение индукции рассчитывается лищь для случая одновитковых секций обмотки возбуждения) и экспериментальных исследований получено, что при 11= 0,5 Оср зона постоянного градиента индукции магнитного поля максимальна,В секциях 5 и 6 измерительной обмотки магнитное поле наводит напряжения, величины которых будут пропорциональны величинам магнитного паля в областях расгголожения этих секций. Если в начальном положении секции 5 и б измерительной обмотки располагаются симметрично относительно секций 2 и 3 обмотки возбуждения, то в них наведутся напряжения, одинаковые по величине и противоположные по фазе. Алгебраическая сумма этих напряжений равна нулю,При линейном осесимметричном перемещенйи стержня 4, связанного с контролируемым обьектом, относительно обмотки возбуждения в одной секции измерительной обмотки напряжение возрастает, а в другой убывает, а их алгебраическая сумма линейно возрастает. Так как обмотка возбуждения создает магнитное поле с постоянным градиентом в области перемещений, то и функция преобразования перемещений в напряжениелинейна, Алгебраическая раз 1772599ность напряжений от сакций измерительной обмотки постоянна в области постоянного градиента и зависит только лишь от величины магнитного поля, Отношение алгебраической суммы и разности напряжений от секций измерительной обмотки пропорционально линейному перемещению контролируемого обьекта и не зависит от величины магнитного поля, т,е, предлагаемое решение позволяет существенно увеличить точность преобразователя линейных перемещений за счет исключения влияния нестабильности магнитного поля.Таким образом, вышеуказанная совокупность существенных признаков заявляемого устройства обеспечивает:1, Повышение точности измерений в условиях повышенных и изменяющихся температур за счет исключения температурных погрешностей, связанных с изменениями индукции магнитного поля возбуждающей обмотки при температурных воздействиях.2. Повышение точности измерений за счет повышения линейности характеристики, Теоретические расчеты и экспериментальные исследования показали, что характеристика в центральной области, ограниченной 0,411(расстояния между секциями обмотки возбуждения) и дн= 0,5 Сср (среднего диаметра секций обмотки возбуждения) имеет линейность не менее 0,2. А в области, ограниченной 0,611, нелинейность характеристики достигает примерно 1,0,5 Формула изобретенияТрансформаторный преобразовательлинейных перемещений, содержащий цилиндрический корпус, размещенную в нем 10 двухсекционную обмотку возбуждения, секции которой соединены последовательно встречно и подключены к источнику переменного тока, подвижный стержень, размещенный соосно с цилиндрическим 15 корпусом, и размещенную нэ нем двухсекционную измерительную обмотку, о т л ич э ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и линейности характеристики преобразования, расстояние между секциями 20 обмотки выбрано равным половине среднего диаметра этих секций, секции измерительной обмотки выполнены с наружным диаметром, меньшим или равным половине среднего диаметра секции обмотки возбуж дения, а расстояние 12 между наружнымисторонами секций измерительной обмотки выбрано из условия 120,411, где 11 - расстояние между центрами секций обмотки возбуждения.301772599 фри едактор Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 3836 ВНИИПИ Соста Техре ель Э.ФедотоваМ. Моргентал Корректор И.Шмакова