Преобразователь линейных перемещений

ОП ИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И К АВТОУ СКОМУ СВИДВТВЛВСТ Союз СоветскихСоциалмстмцескихРеспублик) Приоритет -сударатеенивй кеиетет СССР ае делам ееобретек н открытейОпубликовано Дата опублик 5.04.7 ЯБюллетен вания описания 18 72) Авторы изобретен И. Вахрамеев и В, С. Минчаков 71) Заявитель 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕ ЙНЬ 1 Х 11 ЕРЕЯЕШЕН 111 обретение относи ся к области конт может быть исования больших,ля и регулирования и льзовано для преобра метров, линейныхбъектов в пропорсов. о нескольких десятко еремещений различныхиональное число импуль стный преобразователь н остаточной надежности пр беспечивает м.надеж ности.Это мом и снабже тоянн достигается тем,реобразователе маг на вторым рядом и ых магнитов, устано первому, и между каждого ряда уста ые постоянные мао в дл итная систе денти вленн парали маг- дополим обсмежнымновленыГни ты та интами ом, что полюс до и тельного гниИзвестны преобоазователи линейного перемещения, принцип которых основан на изменении коэффициента трансформации чувствительного элемента под воздейст вием внешнего магнитного поля 11.Такие преобразователи имеют постоянный магнит, укрепленный на движущемся объекте, и неподвижный чувствительный элемент, выполненный в виде ферромагнитного кольцевого сердечника с обмотками.Эти преобразователи обычно выполняют роль путевых или конечных выключателей .и могут быть использованы для контроля положения движущегося объекта в отдельных точках, то-есть разрешающая способность таких преобразователей невысока,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является преобразователь, содержащий подвижную ма нитную систему, состоящую из ряда постоянных магнитов, установленных одноименными полюсами один к другому, и неподвижный чувствительный элемент в виде двух ферритовых кольцевых сердечников с. обмотками 121.Однако извее. больших изменениях зазора между интами и чувствительным элементЫе ль изобретения - повышение та одноименный с полюсами смежосновных магнитов, направлен к противоположному полюсу попопцнтепьцого магнита второго ряда, чувствитепьцъФ элемент размещен между рядами магнитов и расстояние между копьцевыми сердечникамичувствительного элемента равно половине расстояния между осями соседних дополнительных магнитов.На фиг. 1 изображен описываемый преобразователь линейных перемещений, вид й сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; ца фиг. 3 - принципиальная электрическая схема преобразователя.Преобразователь аинейных перемещений состоит иэ магнитной системы 1 и чувст-ф вительного элемента 2. Магнитная система 1 состоит иэ двух рядов 3 и 4 постоянных магнитов укреппенных на основании параллельно один другому. В каждом ряду 3 и 4 между основными магнитами 5, ко-й торые установлены одноименными полюсами один к другому, располагаются. дополнительные магниты 6, Оси полюсов дополнительных магнитов расположены в плоскостях, перпендикулярных направлению движения, причем полюса дополнительных магнитов одного ряда, одноименные с полюсами смежных основных магнитов, располагаются навстречу противоположным полюсам аопопнитепьных магнитов другого ряда, Чувствительный элемент состоит иэ двух одинаковых кольцевых ферритовых сердечников 7 с первичными 8 и вторичными 9 обмотками на каждом иэ них. Первичные обмотки 8 соединены последовательно синфазно и питаются от источника переменного ипи импульсного тока с частотой 1,1 . Вторичные обмотки 9 соединены последовательно противофазно иЮ подключены ко входу нупь-органа 10. Ферритовые сердечники установлены на расстоянии один от другого, равном половине расстояния между осями полюсов соседних дополнительных магнитов, а45 плоскости сердечников перпендикулярны направлению движения контролируемого объекта. Магнитная система укреплена нв объекте, перемешение которого требуется контролировать. ЧувствитепьныйИ элемент укрепляется неподвижно относительно перемещаемого объекта и находится в зазоре д магнитной системы. Работа преобразователя перемещений основана на изменении напряжения, снимаемого с выходных обмоток чувствительного эпемецта 2 в зависимости от разности напряженностей магнитного поля в точках установки ферритовых серпечциков 7, При отсутствии вцеигцего магнитного поля напряжения, сцимаемъте со вторичных обмоток чувствитепьцого элемента 2, равны по амплитуде, но сдвинуты поофазе цв 180 . Поэтому суммарное выходное напряжение равно нулю, 11 ри наличии равномерного внешнего магнитного поля оба сердечника 7 нахопятся в состоянии одинакового подмвгцичивация или цвсыше ния, а поэтому суммарное выходное н- лряжение также равно нулю. При этом ца выходе нуль-органа 10 имеется единичный сигнал Если ферритовые сердечники 7 находятся в точках с разными напряженностями магнитного поля, то напряжения, снимаемые с выхоаных обмоток, не равны, и на вход нуль-органа 10 подается разность этих напряжений, Поэтому на выходе нуль-органа появляется нулевой сигнал. Гри перемешении магнитной системы относительно чувствительного элемента 2 напряженности магнитного поля, создаваемого магнитной системой в точках установки ферромагнитных сердечников 7, меняются по одинаковому периодическому закону, но в противофазе, Поэтому в те моменты, когда сердечники 7 находятся в точках с одинаковой напряженностью магнитного поля, на выходе нупь-органа появляется единичный сигнал, который исчезает, как топько эти напряженности не будут равны между собой. Число таких импульсов пропорционально величине перемещения, а частота этих импульсов пропорциональна скорости движения магнитной системы, причем где Ч - скорость перемещения магнитнойсистемьц- апина магнитной системы;И - число дополнительных магнитоводного ряда,Максимальная частота срабатываниянуль-органа выбирается меньше, чем питающая частота , но бопьще, чемчастота, Поэтому цупь-орган одновременно выполняет роль детектора ифильтра для частоты 1.Дпя контроля линейных перемещенийбольших чем длина магнитной системы,вдоль пути движения объекта устанавливают несколько чувствительных элементовтаким образом, чтобы при перемещенииобъекта чувствительные элементы поочередно попадали в рабочий зазор Д магнитной системы. Расстояние между центрами чувствительных элементов равноС:Ивс1 дгде с 1 - ширина вспомогательного магнита. у Первичные обмотки всех чувствительных элементов эапитываются от общего источника тока с частотой , а выходы всех нуль-органов соединены со входами погического элемента 1.1, выполняющего 1 О функцию И, Тогда с выхода элемента 11 будем получать информацию о перемещении объекта на расстояние Ь, причем:ь=е в И1где Ц -число установленных чувствительных элементов.Выполнение магнитной системы 1 преобразователя перемещений в виде двух рядов 3 и 4 постоянных магнитов с ос новными 5 и дополнительными 6 магнита- ми пЬэволяет сконцентрировать магнитное поле, так что величина напряженности магнитного поля в зазоре между полюсами дополнительных магнитов в 10-12 раз больше, чем напряженность в зазоре между магнитами, оси полюсов которых направлены вдоль направления движения. Кроме того, изменение напряженности магнитного поля в зазоре при перемещении от полюса дополнительного магнита одного ряда к полюсу дополнительного магнита другого ряда незначительное. Поэтому, при поперечных колебаниях магнитной системы относительно чувствительного элемента, выходной сигнал последнего будет изменяться незначительно.Предлагаемый преобразователь линейного перемещения позволяет по сравнениюЮ с известными аналогичными устройствами обеспечить более высокую надежность в работе, поскольку выходной сигнап не зависит от колебаний чувствительного элемента в рабочем зазоре магнитной системы, и обеспечить больший рабочий зазор.формула изобретенияПреобразователь линейных перемещений, содержащий подвижную магнитную систему, состоящую из ряда постоянных магнитов, установленных одноименными полюсами один к друГому, и неподвижный чувствительный элемент в виде двух ферритовых кольцевых сердечников с обмотками, о тп и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, магнитная система снабжена вторым рядом идентичных постоянных магнитов, установленных параллельно первому, и между смежными магнитами каждого ряда установлены дополнительные постоянные магниты таким образом, что полюс дополнительного магнита, одноименный с полюсами смежных основных магнитов, направлен к протицопопожному полюсу дополнительного магнита второго ряда, чувствительный элемент., размещен между рядами магнитов и расстояние между Кольцевыми сердечниками чувствительного элемента равно половине расстояния между осями соседних дополнительных магнитов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Агейкин О, И. и др, "датчики конт роля и регулирования"М., изд-во Машиностроение" 1965 с. 199-200.2, Авторское свидетельство СССР %317091, кл. 6 08 С 9/04, 02.10,69.65 72.35 Составитель Л. ЕпагинТехред С. Мигай Корре кто 1 ап ктор Л. Ьатанов Заказ 1776/37 Тираж 865 ЦНИИ 11 И Госупарственного комит по цепам изобретений и откры