Индуктивный датчик перемещений

й Заявитель одмосковный научно-исследовательскии институтпромышленности ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИ днем стержне иобмотками, вклюразмещенными енных в виде с замыкающими асти ииэмерев с по тчика к малым оказывается недоние индуктивности нциацией зазоровстержней. повышение ствитель. ай. нз кр льнойои по мост к щейся сиа поОднак тивное пап ряж пение ния 31. ижный от-,моткао Изобретение относится к обл змерения перемещений и прежде всего кловых перемещений и наклоно мощью индуктивных датчиков.Известны датчики, содержащие Ш-образный сердечник с обмотками возбуждения на среднем стержне и измерительными обмотками на крайнем 11.Эти датчики находят применение в устройствах дчя определения углов наклона. с маятником, выполняюшим функции якоря и поворачивающимся относительно сердечника.Для повышения чувствительности в устрой. ствах подобного типа предлагалось размещать якорь-маятник между двумя Ш-образными сердечниками 2.о такое достаточно сложное конструкрешение рассчитано на использование ения высокой частоты.Наиболее близким техническим решением к изобретению является индуктивный датчик, используемый в качестве датчика давлеЭтот датчик содержит якорь, подвносительно Ш-образного сердечника с об ва подмагничивания на сревыходными измерительнымиченнымн в мостовую схемуна крайних стержнях, выполиШ-образных магнитопроводоч накладками.Чувствительность этого даугловым смешениям якорястаточной, поскольку изменвызывается только диффев магннтопроводах крайних Цель изобретения - чувности,Это достигается тем, что на каждо5них стержней размещено по дополнитеобмотке переменного тока, подключеннследовательно через выпрямительныйобмотке подмагничнвания, располагаюней на общем участке магнитопроводаперечном стержне сердечника.При таком выполнении на иэменениподмагничивани влияет не только извоздушного зазора при повороте якор1 О 20 30 35 40 45 50 и сказывается влияние дополнительных обмоток переменного тока.На фиг. 1 показано маятниковое устройстводля измерения наклонов с датчиком; нафиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 -электрическая схема устройства.Индуктивный датчик перемещений содержитШ образный сердечник 1, выполненный иэ магнитомягкого материала, На поперечных стержнях сердечника расположены обмотки 2 и 3постоянного тока, Крайние стержни сердечникавыполнены в виде двух замкнутых Ш.образныхмагнитопроводов, в окнах которых размещеныобмотки 4, 5, 6 и 7 переменного тока, причемплоскость расположения Ш.образных магнито.проводов крайних стержней перпендикулярнаплоскости расположения Ш-образного сердечни-,ка 1, На сердечнике установлен подвижныйякорь 8, который поворотом вокруг оси изменяет величины воздушных зазоров 9 и 10,Обмотки 2 и 3 подмагничивания включенысогласно и создают постоянные магнитные по.,токи 11 и 12. Магнитный поток 11, создаваемый обмоткой 2, определяется как величинойвоздушного зазора 10, так и значением токаобмотки 2,Обмотка 2 через выпрямительный мост 13,.Магнитопроводы в крайних стержнях вокругобмоток 4, 5, 6 н 7 переменного тока замкнуты, При этом обмотки 4 и 5 между собойвключены согласно, Согласно включены и об.мотки 6 и 7, Обмотки 4 и 6 вместе с резисторами 15.включены в мостовую схему измерения Индуктивность указанных обмоток переменного тока зависит от магнитной проницаемости их магнитопроводов, а она изменяетсяв зависимости от величины подмагничиванияэтих магиитопроводов постоянным магнитнымпотоком. Постоянный ток обмоток 2 и 3 зависит от индуктивных сопротивлений соответственно обмоток 5 и 7 переменного тока.Индуктивный датчик перемещений работаетследующим образом,При подаче на датчик напряжения обмотки 2и 3 создают в сердечнике 1 постоянные магнит.иые потоки 11 и 12, которые охватывают край.иие и средний стержни сердечника и якорь.При неизменных и равных зазорах 9 и 10 об.мотки 2 и 3 создают постоянное подмагничивание, величина которого определяется указаины.ми зазорами и ин 1 рктивностями обмоток 5и 7, Так как в крайних стержнях сердечникапроисходит наложение постоянных магнитныхпотоков иа переменные, то ющуктивиость об.моток 4; 5, б и 7 переменного тока умею шается, но . это уменьшение индуктивности про.исходит в равной мере как в правом, так ив левом крайних стержнях, так как воздушные зазоры 9 и 10 равны между собой ивследствие симметрии магнитонровода датчика,на выходе моста напряжение отсутствует.При неизменном напряжении 0 питанияпеременного тока с уменьшением воздушногозазора 10 возрастает постоянный магнитныйпоток 11 вследствие уменьшения сопротивления зазора 10. Увеличение потока приводитк уменьшению индуктивности обмоток 4 и 5.Так как обмотка 5 включена последовательнос обмоткой 2, то ток последней возрастаети зто приводит к дополнительному увеличениюпостоянного магнитного потока 11. Возрастаниеэтого потока еще уменьшит индуктивность обмоток 4 и 5 и приведет к дальнейшему воз.растанию тока обмотки 2 и потока 11, Такбудет продолжаться до установившегося про.цесса,С увеличением воздушного зазора 9 постоям.ный магнитный поток 12 обмотки 3 уменьшается, индуктивность обмоток переменного тока 6 н 7 увеличивается и ток обмотки 3уменьшается, Это приводит к дальнейшему сни.жению величины потока 12, т,е, уменьшениемагнитного потока будет происходить до установившегося процесса.Выходной сигнал будет определяться индуктивными сопротивлениями выходных обмоток4 и 6 в установившемся режиме, При повороте якоря в другую сторону фаза выходногонапряжения О , изменяется на обратную.1Благодаря использованию дополнительнойобмотки в качестве положительной обратнойсвязи в датчике сочетается собственно нндук.тивный датчик перемещений и усилительноеустройство, Такое сочетание позволяет избавить.ся от дополнительного усилителя (злектрон.ного или магнитного).Предлагаемый датчик применен для измерения углов наклона бурошнекового агрегатаи может быть использован в различных ма.шинах и механизмах, работающих в условияхшахт, т.е. в условиях повышенной взрывоопас.ности, без генераторов высокой частоты и усн.лителей, обычно помещаемых в защитнуюоболочку. Формула изобретения Индуктивный датчик перемещений, преиму. щественно, для определения наклонов, содержа. щий якорь, подвижный относительно Ш-образного сердечника с обмотками подмагничивания и выходными измерительными обмотками, вклю. ченными в мостовую схему и размещеннымина крайних стержнях, выполненных в видеШ-образных магюпопроводов с замыкающиминакладками, ориентированных перпендикулярноплоскости сердечника, о т л и ч а ю щ и и.с я тем, что, с целью повышения чувствитель.ности, на каждом из кракних стержней сердечника размещено по дополнительной обмоткепеременного тока, подключенной последовательно через выпрямительный мост к обмотке подмагничивания, располагающейся с ней на общем 1 ОФ. 5 . 870921 6участке магнитопровода на поперечном стержнесердечника.Источники информации,принятые во внимание прн зкспертнзе1, Авторское свидетельство СССР йт 172062,кл. 6 01 С 9(06, 1964.2. Авторское свидетельство СССР Ф 538225,кл, 0 01 С 902, 1975.3. Экспресс. информация. ОНИЭЙтоль, 1978,Мт 57, с. 31 - 32.670921 Составвтева Ю, ферштмааТехред Ц. фйаэр Л. Павааа Закаа 4 Подпи вел ППП "Патевт ороси, Уй. Проектваа, 4 Твраж 645 ВНИИПИ Государственвого комитета СССР во девам взобретеввй в открнтвй 113035, Москва, Ж, Рауиккая ваб., д. 4/