Измерительный преобразователь перемещения во временной интервал

Сева Соеетскик Слилалистических Республик(51) М. Кл. б 08 с 9/04 Государстееииые кемите Салата.аеииистроа СССР ле делам иаебретеиий 53) УДК 531.71:531.14(54) ИЗМЕРИТЕЛЪНЬ 1 Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛон 11, 13 подвижного ющими окнами 7, 9 неИзобретение относится к области информационной измерительной техники и может бытьиспользовано в цифровых приборах для измерения неэлектрических величин электрическими методами, 5Известны измерительные преобразователиперемещения во временной интервал, содержащие цилиндрический магнитопровод изматериала с прямоугольной петлей гистерезиса, измерительную обмотку, расположенную на магнитопроводе, и два постоянныхмагнита, расположенных внутри магнитопровода, один из которых соединен с перемещающимся объектом.Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя,Для этого предлагаемый измерительныйпреобразователь снабжен двумя концентричными ферромагнитными цилиндрическими экранами, расположенными в зазоре междумагнитами и магнитопроводом, один из которых неподвижен и имеет две пары окон, расположенных над полюсами обоих магнитов,а второй кинематически связан с двигателеми имеет две пары окон, повернутых одна относительно другой на 90.На фиг, 1 схематично изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 - схемаего включения; на фиг, 3 - временные диаграммы изменения перемещения Х=, (1) 30(фиг. 3, а), индукции в магнитопроводе В=2(1) (фиг. 3, б), напряжения на выходе Уд - 3(1) (фиг, 3, в); на фиг. 4 - график движения рабочей точки по кривой намагничивания материал а м агнитопровода.Преобразователь содержит цилиндрический магнитопровод 1 с измерительной обмоткой, подвижный постоянный магнит 2, кинематически связанный с контролируемым объектом, и неподвижный постоянный магнит 3, расположенные соосно внутри магнитопровода, причем один магнит намагничен в противоположном направлении по отношению к другому. В воздушном зазоре между магнитопроводом и магнитами расположены два концентричных ферромагнитных цилиндрических экрана 4, 5, один из которых 4 неподвижен и имеет две пары окон 6-9 над полюсами обоих магнитов, а другой экран 5, имеющий две пары окон 10-13, одна из которых (10, 12) повернута относительно другой на 90, кинематически связан с двигателем 14, который приводит его в движение с постоянной угловой скоростью.При вращении подвижного экрана 5 на магнитопровод поочередно замыкаются магнитные потоки подвижного и неподвижного магнитов.При совмещении окэкрана 5 с соответствуподвижного экрана 4 возникают щели, через которые магнитный поток от подвижного магнита 2 замыкается на магнитопровод 1, который перемагничивается из исходного состояния, характеризуемого в момент времени = 10 остаточной индукцией - В, (точка 0 на фиг. 4) по частному циклу кривой намагничивания 0 - 1 - 2 на величину Вь которая зависит от координаты Х положения магнита, являющейся входной величиной. При повороте подвижного экрана с увеличением площади щелей у полюсов магнита 2 от нуля при 1=10 до максимума в момент времени (при полном совмещении окон 11, 13 и 7, 8) индукция в магнитопроводе изменяется от - Вдо В, - В, (фиг. 3, б). При дальнейшем движении экрана 5 площади щелей уменьшаются от максимума при 1=, до нуля в момент времени 1= 1 (при закрытии щелей) индукция в магнитопроводе остается равной В, - В,.С увеличением входной величины Х, т. е. с увеличением площади части полюсов магнита, перекрываемой окнами , 8, увеличивается скорость нарастания индукции в магнитопроводе (т. е, угол а на фиг, З,б) в интервале времени 10(111 при вращении экрана 5 с постоянной угловой скоростью. Очевидно, что угол а (фиг. З,б) и величина индукции В 1 при вращающемся экране будет функцией среднего значения Х за промежуток времени - При изменении индукции в интервале времени 10(1(1, ток в измерительной обмотке 15, расположенной на магнитопроводе 1, не протекает из-за наличия в схеме диода 16 (фиг. 2).При дальнейшем движении экрана 5 в момент времени 1=1, начинается совмещение окон 10, 12 подвижного экрана с соответствующими окнами 6, 8 неподвижного экрана и через возникшие при этом щели магнитный поток от неподвижного магнита 3 замыкается на магнитопровод и начинает перемагничивать его из состояния, характеризуемого точкой 2 (фиг. 4), по частному циклу кривой намагничивания 2 - 3 4 -0 (фиг. 4). С увеличением площади щелей у полюсов неподвижного магнита от нуля при 1=аз до максимума при полном совмещении окон 10, 12 с 6, 8 индукция в магнитопроводе изменяется 5 от В 1 - В до - Вг при 1= 14 с постоянной скоростью, характеризуемой величиной угла (на фиг. 3, б). Время изменения индукции, т. е. момент 14 определяется величиной Вь т. е. величиной угла а. К моменту времени 10 1=1 ь щели у полюсов неподвижного магнитазакрываются и цикл заканчивается.При изменении индукции от В, - Вдо - Вв интервале времени 1,114 в измерительной обмотке 15 (фиг, 1, 2) наводится импульс 15 напряжения, длительность которого т=14 - 1возрастает с увеличением индукции В,. Очевидно, что длительность выходного импульса т пропорциональна среднему значению входной величины - перемещения Х подвижного 20 постоянного магнита за промежуток времени- (фиг. З,в). При увеличении скоростивращения подвижного экрана возрастает быстродействие прибора.25Предмет изобретенияИзмерительный преобразователь перемещения во временной интервал, содержащий цилиндрический магнитопровод из материала с З 0 прямоугольной петлей гистерезиса, измерительную обмотку, расположенную на магнитопроводе, постоянный магнит, кинематически связываемый с контролируемым объектом, и неподвижный постоянный магнит, расположен ные соосно внутри магнитопровода, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен двумя концентричными ферромагнитными цилиндрическими экранами, расположенными в зазоре между маг нитами и магнитопроводом, один из которыхнеподвижен и имеет две пары окон, расположенных над полюсами обоих магнитов, а второй кинематически связан с двигателем и имеет две пары окон, повернутых одна отно сительно другой на 90./Риг 4 С оста в и тель А. Васил ьев Тскред М. СеченовРедакт ругов аказ 12 Тираж 679Совета Мниистрооткрытийскан иаб., д. 4,5 ПодписноеСР НИИП аиуиова, 2 ииография Иад. Л"в 931Государствепного комитетпо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау орректор А Степанов