Устройство для измерения перемещений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 994906(23) Приоритет -Опубликовано 07. 02. 83. Бюллетень5Дата опубликования описания 07. 02. 83 ве девам изевретеввй и вскрытий .(72) Авторы изобретения Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1Изобретение относится к .контрольно. измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, например, для измерения уровня жидкостей е химической или нефтяной промышленности.Известны индукционные датчики перемещений с распределенными параметрами, содержащие одну или несколько катушек индуктивности, распределенных вдоль диапазона. перемещения подвижного элемента, который может быть выполнен, например, в виде Ферромагнитного сердечника 1 3.Недостатком этих датчиков является нелинейность выходной характеристики на краях диапазона перемещения подвижного элемента, обусловленная краевыми эфФектами.Наиболее близким техническим реве нием к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее подвижный элемент, предназначен ный для взаимодействия с контролируе 2мым объектом в процессе измерения, распределенную вдоль диапазона перемещения этого элемента измерительную секцию, включающую в себя измерительную обмотку с токоотводами, расположенными один от другого на расстоянии равном длине подвижного элемен- та, и присоединенные к токоотводам одним из зажимов резисторы, и регистрирующий прибор, включенный в диагональ мостовой схемы измерения, которая образована указанной измеритель" ной секцией (обмоткой с резисторамиф) и делителем напряжения, имеющими от" воды от средних точек. Сопротивления резисторов, подключенных своими зажимами между смежными токоотводами измерительной обмотки, увеличиваются по мере удаления их от средней точки обмотки в соотношении, определяемом за" данной Формой выходной характеристики устройства. Чем меньше сопротивление имеет резистор, присоединенный к соответствующему участку измерительнойобмотки, тем меньше вносимый импеданс, обусловленный расположением подвижного элемента возле этого участка измерительной секции, а следовательно, меньше изменение выходного напряжения устройства 2 3.Недостатком этого устройства является ограниченная линейность его выходной характеристики, обусловленная неодинаковым влиянием резисторов, 1 О включенных в измерительную секцию, в начале и в конце диапазона измеряемых перемещений.Целью изобретения является повышение линейности выходной характеристи ки устройства.Зта цель достигается тем, что в устройстве для измерения перемещений противоположные зажимы резисторов соединены в общий узел, их номинальные сопротивления выбраны одинаковыми и значительно превышающими полное сопротивление участка измерительной обмотки между двумя смежными токоотводами а регистрирующий прибор подклю чен к зажимам резистора, присоединенного к концу измерительной обмотки.Кроме того, устройство может быть снабжено второй измерительной секцией, выполненной аналогично первой и соединенной с ней встречно-последовательно, и распределенной обмоткой возбуждения. На фиг. 1 представлена принципиальная схема устроиства для измерения35 перемещений; на фиг. 2 - то же, дифференциальный вариант исполнения.Устройство для измерения перемещений содержит подвижный элемент - фер 40 ромагнитный сердечник 1 и распределенную вдоль его диапазона перемещений измерительную секцию, включающую измерительную обмотку 2 с токоотводами ,и резисторы 3, присоединенные одним45 из зажимов к соответствующему токоотводу обмотки 2, а другими зажимами соединенные в общий узел. Токоотводы от обмотки 2 выполнены на расстоянии один от другого равном длине подвижного сердечника 1, а номинальные сопротивления резисторов 3 выбраны одинаковыми и значительно превышающими сопротивление участка измерительной обмотки 2 между ее двумя смежными токоотводами, Регистрирующий прибор 4 55 подключен к зажимам б -б резистора, присоединенного к концу обмотки 2, В дифференциальном варианте исполнения устройство может быть снабженообмоткой 5 возбуждения.Устройство для измерения перемеще-,ний работает следующим образом.При пропускании переменного токачерез измерительную секцию вокруг об-,мотки 2 возникает магнитное поле, наводящее в ней ЭДС самоиндукции. Натом участке обмотки 2, где находитсяферромагнитный сердечник 1, воспринимающий измеряемое перемещение Х, этаЗДС имеет максимальное значение. Каждому положению сердечника соответствует определенное распределение токачерез резисторы, соединенные междусобой параллельно через несодержащиесердечник участки катушки. При нахождении сердечника возле крайней нижней секции, т, е. у начала измерительной обмотки 2 - в нулевом положении,распределение тока происходит междукрайним нижним резистором и всемиостальными резисторами 3, параллельновключенными через витки обмотки, сопротивлением которых можно пренебречь,В результате этого величина тока через крайний верхний резистор, а следовательно, и напряжение на его зажимах минимальны, По мере перемещениясердечника 1 вверх вдоль измерительной секции количество резисторов параллельных с верхним уменьшается, арезисторов, параллельных с нижним,увеличивается. Благодаря этому монотонно растет ток через верхний резистор и соответственно уменьшается токчерез нижний резистор, достигая максимума в верхнем резисторе при нахождении сердечника 1 вблизи конца измерительной обмотки 2 на верхнем краюдиапазона перемещения сердечника.При этом .падение напряжения на зажимах а - б, измеряемое регистрирующимприбором 4 - вольтметром, также максимально,В дифференциальном варианте исполнения устройства вторая измерительная секция, выполненная идентично первой, подключена к ней встречно и расположена симметрично ей вдоль диапазона перемещения сердечника 1, нулевым положением которого является среднее положение между обеими измерительными секцивми. Обмотка 5 возбуждения распределена в этом случае вдоль диапазона перемещения сердечника 1 вдоль обеих измерительных обмоток 2. Выходным сигналом устройства является вФормула изобретения 5 99490 этом случае разностное напряжение двух падений напряжения на крайних резисторах 3 обеих измерительных секций, вследствие чего чувствительность устройства удваивается, 5Предлагаемое устройство обеспечивает ослабление краевых эффектов и получение высокой линейности выходной характеристики, что обуславливает и широкий диапазон измеряемых перемеще ний (в опытном образце до 2 м). 151. Устройство для измерения перемещений, содержащее подвижный элемент, предназначенный для взаимодействия с контролируемым объектом в процессе измерения, распределенную вдоль диа пазона перемещения этого элемента измерительную секцию, включающую измерительную обмотку с токоотводами, расположенными один от другого на расстоянии, равном длине подвижного элемен та, и резисторы присоединенные к токоотводам одним из зажимов, и регист 6 бРирующии прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения ли" нейности выходной характеристики, противоположные зажимы резисторов соединены в общий узел, их номинальные сопротивления выбраны одинаковыми и значительно превышающими полное сопротивление участка измерительной обмотки между двумя смежными токоотводами, а регистрирующий, прибор подключен к зажимам резистора, присоеди" ненного к концу измерительной обмотки.2. Устройство по и. 1, о т л и -. ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено второй измерительной секцией, выполненной аналогично первой и соединенной с ней встречно-.последовательно, и распределенной обмоткой возбуж" дения. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Зарипов М.ф. Преобразователи сраспределенными параметрами. Н.,"Энергия", 1969 с. 63.2. Авторское свидетельство СССРУ 488074, кл. 6 О 1 Е 23/10, 1976994906 Составитель С. СкрыпниТехред М. Надь Редактор Т. Кугрыш Кор ректор М. Ша рощи Заказ 625/25 сн т", г., Ужгород, ул. Проект Филиал ПП Тираж 600 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.