Магнитомодуляционный измерительный преобразователь

(22) Заявлено 01, 08. 80 (21) 2990156/18-21с присоединением заявки рй С 01 й 19/00 01 Р ЙО/06 Государственный коиитет(53) УДК 621. 3177(088,8) во делам кэооретенкй и открытий(54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ . Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения линейных перемещений и постоянного тока,Известен магнитомодуляционный.из-.мерительный преобразователь, содержащий два концентрически расположенныхотносительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которымиразмещены измерительная обмотка ивыходная обмотка переменного тока,обмотка возбуждения размещена в магнитопроводах 13Недостатком такого преобразователя является ограниченный диапазон из.мерения. Пределы регулирования токав преобразователе определяются пре. делами изменения магнитной индукциипостоянного поля по длине цилиндров.Зазор между цилиндрами не изменяется,поэтому проводимость воздушного зазора распределена вдоль цилиндров.Этоне дозволяет получить большого изменения магнитной индукции постоянного 2поля, создаваемого измерительной об-,моткой, путем перемещения выходнойобмотки. Для увеличения пределов регулирования измеряемых токов требуется большая длина цилиндров. Слож ность устройства обусловлена также.необходимостью перемещения выходнойобмотки и применения дополнительнойиндуктивности, включаемой в цепь измерительной обмотки для уменьшения о наводки ЭДС обмоткой возбужде-,ния. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий подвижный сердечник, два концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопро. вода между которыми в концентричесфФкой расточке установлена входная обмотка подмагничивания, в глухой концентрической расточке внутреннего цилиндрического магнитопровода уста. новлена выходная обмотка 2 , 935796 4Недостатком данного преобразователя является низкая чувствительностьи ограниченный предел измерения,Цель иэббретения - повышение чувствительности и расширение пределовизмерения.Указанная цель достигается тем,что в магнитомодуляционном измерительном преобразователе, содержащемподвижный сердечник, магнитопровод ввиде концентрически расположенныхотносительно друг друга цилиндров,входную обмотку, расположенную в концентрической расточке между цилинд"рами, и выходную обмотку, расположенную в глухой концентрической расточке одного из цилиндров, магнитопровод выполнен в виде п пар концентрически расположенных относительнодруг друга цилиндров со своимивходными обмотками, расположеннымив концентрических расточках междуцилиндрами, и выходными обмотками,расположенными в глухих концентрических расточках цилиндров, причем выходная обмотка каждой пары цилиндровчерез введенный выпрямитель соединена последовательно с входной обмоткой следующей пары цилиндров и выходная обмотка последней пары цилиндров включена в выходную цепь,а каждая пара цилиндров отделена отсоседней пары концентрической расточкой и сердечник выполнен в видеконцентрически расположенных относительно друг друга ферромагнитныхколец, между которыми размещены немагнитные кольца, расположенные против концентрических расточек, разделяющих каждую пару цилиндров.На фиг, 1 показан предлагаемыйпреобразователь, общий вид, разрез;на фиг. 2 - схема включения обмотокпреобразователя,Магнитомодуляционный измерительный преобразователь содержит магнита.провод 1, который выполнен в видеконцентрически расположенных относительно друг друга цилиндров 2-7.Мж.ду каждыми двумя цилиндрами выполнены концентрические расточки, в кото.рых размещены входные обмотки 8, 9и 10 постоянного тока.Цилиндры, размещенные с внутренней и внешней сторон каждой входнойобмотки, образуют пары, через которые проходят постоянные, магнитныепотоки 11, 12 и 13, создаваемые солтветственно обмотками 8, 9 и 10, Каж 45 50 55 Таким образом, индуктивность выходной обмотки 17 определяется величиной зазора 19 и токам обмотки 8.Изменение индуктивности обмотки 17 может происходить кэк путем изменения зазора 19 (при неизменном токе обмотки 8) при измерении перемеще ний, так и за сФет изменения тока обмотки 8 (при неизменном зазоре 19) при измерении постоянного тока, д обо их случаях изменение индуктивнос 1 и обмотки 17 является результатом влияния следующих факторов: изменения пос тп янного магнитного потока обмотки 8;мно, гоступенчатого (в данном случае двухступенчатого) действия положительной обратной связи.Диапазон измерения поотоянного то.ка регулируется изменением зазора дая пара цилиндров отделена от соседней пары концентрической расточкой11. В цилиндрах каждой пары выполнены глухие концентрические расточки,в которых размещены выходные обмотки15, 16 и 17 переменного тока. Подвижный сердечник 18 выполнен в виде диска и установлен по отношению к магнитопроводу с зазором 19, Сердечник1 О состоит из ферромагнитных колец 20,разделенных между собой немагнитнымикольцами 21, Число ферромагнитныхколец равно числу цилиндров, Каждоеферромагнитное кольцо расположенопротив одной пары цилиндров и является участком его магнитной цепи. Притаком устройстве постоянные магнитные потоки 11, 12 и 13 замыкаютсятолько через свои ферромагнитныекольца 20.Выходные обмотки 15, 16 и 17 создают переменные магнитные потоки,магнитные цепи для которых замкнуты соответственно в концентрических цид линдрах 3, 5 и 7, Входная обмотка 8подключена к источнику постоянноготока, а обмотки 9 и 1 О включены через выпрямитель 22 последовательнос входными обмотками 15 и 16.Величины постоянных токов, проходящих через обмотки 9 и 10, определяются индуктивными сопротивлеяиями соответственно обмоток 15 и 16. С другой стороны, индуктивность обмоток15 и 16 зависит от постоянных магнит 35ных потоков 11 и 12, создаваемых обмотками 8 и 9, Индуктивность обмотки17 определяется постоянным магнитнымпотоком 13,935796 между сердечником 18 и магнитопроводом 1,На фиг, 1 показаны три пары ионцентрически расположенных цилиндровс выходной и входной обмотками в каж 5дой паре. Преобразователь может содержать четыре, пять и более в общемслучае Р пар цилиндров со своими входными и выходными обмотками.Преобразователь работает следующим 1 ообразом,При измерении перемещений постоянный ток подается в обмотку 8, На обмотки 15, 16 и 17 подаются переменныенапряжения. При заданной величине постоянного тока, протекающего черезобмотку 8, индуктивность обмотки 15 врезультате подмагничивания потоком11 имеет определенное значение, Этозначение индуктивного сопротивленияпосредством выпрямителя 22 определяет величину постоянного тока обмотки9, создающего постоянный магнитныйпоток 12. Последний уменьшает индуктивность обмотки 16 до величины, ко-.торая посредством выпрямителя 22 определяет значение тока обмотки 10, создающего поток 13, определяющий индуктивность обмотки 17. Индуктивностьюпоследней определяется величина зазо- Зора 19 или значение тока через обмотку 8. При перемещении сердечника 18и уменьшении зазора 19 возросший постоянный поток 11 уменьшает индуктивность обмотки 15, что приводит к повышению тока обмотки 9, Возрастаниемагнитного потока 12 происходит одновременно за счет уменьшения зазора19 и увеличения тока обмотки 9.Поток 12 уменьшает индуктивностьобмотки 16, повышает ток обмотки 10.Магнитный поток 13 также увеличивается за счет двух факторов: уменьшениязазора 19 и возрастания тока обмотки10. Индуктивность обмотки 17 уменьшается, а ток через нее увеличивается.Увеличение зазора 19 приводит посредством повышения индуктивности обмоток 15 и 16 и уменьшения тока черезобмотки 9 и 10 к повышению индуктивности обмотки 17.При измерении постоянного тонаувеличение его через обмотку 8 приводит к возрастанию постоянного магнитного потока 11 и уменьшению индуктив55ности обмотки 15, что приводит к повышению тока обмотки 9 и возрастанию.постоянного магнитного потока 12.Поток 12 уменьшает индуктивность обмотки 16 и благодаря этому повышаетсяток обмотки 10. 0 результате увеличивается постоянный магнитный поток 13и уменьшается индуктивность обмотки17, которая и определяет истинную ве.личину тока обмотки 8. При уменьшении тока обмотки 8 индуктивность обмотки 17 возрастает.В таком преобразователе многоступенчатая положительная обратная связьповышает чувствительность преобразователя к перемещению и расширяет диапазон измерения постоянного тока,Магнитомодуляционный измерительный преобразователь применяется всистеме контроля положения агрегатаАБШв штреке. Регистрация перемещений, измеряемых сотыми долями миллиметра, позволяет измерить углы наклона АБШв штрек с точностью до10 мин.В связи с отсутствием средств дляизмерения небольших углов наклонамашин в шахтных условиях, где к преобразователям предъявляются дополнительные требования искробезопасноймощности, применение такого преобразователя позволяет повысить на 1 О 153 добычу угля за счет недобураскважин.При проектной производительности210 т/сут применение системы контроляположения с магнитомодуляционным измерительным преобразователем даетэкономический эффект в 45 тыс,руб.в год на один агрегат,Формула изобретения Магнитомодуляционный измеритель-, ный преобразователь, содержащий подвижный сердечник, магнитопровод в виде концентрически расположенных от.носительно друг друга цилиндров, входную обмотку, расположенную в концентрической расточке между цилиндрами, и выходную обмотку, расположенную в глухой концентрической расточке одного из цилиндров, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с.целью повышения чувствительности и расширения пределов измерения, магнитопровод выполнен в виде п пар концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров со своими входными обмотками, расположенными в концентрических расточках между цилиндрами, и выходными обмотками, расположенны935796 ми в глухих концентрических расточкахцилиндров, причем выходная обмоткакаждой пары цилиндров через введенный выпрямитель соединена последовательно с входной обмоткой следующейпары цилиндров и выходная обмоткапоследней пары цилиндров включена ввыходную цепь, а каждая пара цилиндров отделена от соседней пары концентрической расточкой и сердечниквыполнен в виде п концентрически расположенных относительно друг друга ферромагнитных колец, между которымиразмещены немагнитные кольца, расположенные против концентрических расточек, разделяющих каждую пару ци линдров. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1 о Ь" 427404, кл, Н 01 Г 40/06, 22.05.72.2. Авторское свидетельство СССРМ 509800, кл, С 01 . 9/10, 03. 12.79 НИИПИ Заказ 4199/44ираж 717 Подписное илиал ППП "Патент",Ужгород, ул, Проектная