Трансформаторный двухкоординатный преобразователь линейных перемещений

(19) (И) С 01 В 7/01) БРЕТЕНИ НИЕ 1 и институ 1 ц 4 ) ТРАН СФОР)АТОРНЫ ПРЕОВРАЗОВАТГЛЬ 11 ЛВУХКООРЛ)ВАТПШГ(31 Е ПГР 1 Г 11, -11 ЫЙЦЕПИЙ (57) Иэобретени тельной технике к измери чено для оси една з 1 натных зобрет арлкте п ер емещееция - порис тики е диапазон о двухкоор инейных измерения двухкоордний объектов, 1 ель ивышение линейности х преобразовизмерений я и раснирени нсАорматорног еобразования инатного и еремещений н содержит и статор 2 агнитопро на выстуодящии яко я к измерит ь ис поль зов перемещений л 1 О Па Аиг.ный двухь линейн двум координаЦел ь на Аиг, 2 нид сверх пределени обмотки в характ ширени маторн р ий, влияния идально обмотки тора; на Аи схема преоб диаграмма и ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельстР 665202, кл . 0 0 1 В 7/00,1 Изобретение относит ной технике и может бы для измерения линейных каких-либо объектов по изобретения - лицелризация ристики преобразования и рас диапазона измерения трацсАо го преобразователя перемещен достигается эа счет снижения краевых ЭАлектон и сицусого распределения числя нитко возбуждения преобрл копателя пдх которого размек 1 ены катушечные секции четырех г 1 дз 11- 14 обмотки возбуждения, подключенной к четырех 11 дзному источнику питания 17. Возбуждаемые в катушечных секциях этих сяаз и выступах, на которых оци расположены, магнитные пото 1 о 1 замыкаются через выступ якоря, размещенный н центре якоря 1. При этом в измер 11 тепьной обмотке 16, охватывающий выступ якоря, генерируется напряжение, амплитуда и Алэа которого, измеряемые блоком 18, однозначно определяют величину и направление перемещения объекта контроля, связываемого в процессе измерений с якорем 1Лилметр якоря 1 превосходит диаметр стлторл 2 ца ве- Ж личину измеряемого диапазона перемещений, За счет увеличения числа выступов на стлторе и укаэанных соотношений размеров якоря и стдтора значительно возрастает линейность хлракте- ф ристики преобразования и увеличивает ф ся диапазон измерений. 5 ил,едовательно, и магнитного поло зазоре. 1 представлен трлцсйормдкоординатный цреобрлзонл- ЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, 16 Н 11111 НИД,статор преобрлзонл 1 еля, на Аиг. 3 - хема рлсвитков катушечных секций буждения нл выступах стдг. 4 - общая электри 11 ескдя разователя; цл Лиг.5 ЗМЕНЕНИй ЛМПго 1 ГУ,11 Я и фД 1657943зы выходного сигнала преобразователя в Функции перемещения его якоря,ТрансФорматорный двухкоординатный преобразователь линейных перемещений содержит установленные в параллельных плоскостях с возможностью относительного перемещения дна магнитопровода с основаниями в виде дисков; Ферромагнитный якорь 1, связываемый ,в процессе измерений с объектом контроля (не показан), и Ферромагнитный статор 2. По окружности статора 2 равномерно распределены в количестве 11, кратном четырем, где И = 4 п, а и = 2,4,6,., выступы 3-10, обращенные к якорю 1, При показанном на Фиг. 2 числе выступов, равном восьми (п = 2, И = 4 х 2 = 8), на них размещена четырехФазная обмотка возбуждения. Фазы 11-14 этой обмотки расположены взаимно ортогонально и каждая из них занимает ш = 2 псоседних выступов. При И = 8 и и = 2, как показано на Фиг, 2, каждая Фаза размещена на трех выступах, т.к, ш =(2 х 2) - 1 = 3. При этом на любом из выступов могут располагаться секции не более, чем двух Фаз обмотки возбуждения, Число витков в каждой секции определяется из соотношения И = М вп - д где 11 - число вито 2 п фо ков в средней для данной Фазы катушечной секции, а- порядковый 35номер выступа, на котором размещенывитки секции Фазы обмотки возбуждения,Благодаря такому распределениючисла витков обеспечивается синусо Оидальное изменение магнитного поляв зазоре между статором и якоремдатчика, В центре якоря 1 выполненвыступ 15, на котором размещенаизмерительная обмотка 16. Фазы 11-14 45обмотки возбуждения подключены кчетырехФазному источнику 17 питания,Измерительная обмотка 16 подключенак блоку 18, обеспечивающему измерение амплитуды и Фазы выходного сигнала (Фиг.4) Ъаметр якоря 1 долженпревосходить диаметр статора 2 навеличину измеряемого диапазона перемещений,ТрансФорматорный двухкоординатныйпреобразователь линейных перемещенийработает следующим образом.Протекающие через секции Фаз обмотки возбуждения равные по амплитуде гармонические квадратурные токи воз 1 буждения создают в выступах 3-10 статора 2 противоФазные магнитные потоки, замыкающие через выступ 15 якоря 1 и наводящие в измерительной обмотке 16 напряжение, амплитуда и Фаза которого однозначно связаны с положением объекта контроля (биг.5), При соосном расположении якоря 1 и статора 2 магнитные потоки возбуждения в высту- пе 15 от всех Фаз обмотки возбуждения взаимно компенсируются, вследствие чего сигнал на выходе преобразователя равен нулю. При смещении якоря 1 относительно статора 2 в плоскости Х-У магнитные сопротивления статора и якоря на пути прохождениямагнитных потоков различных Фаз изменяются, вследствие чего сумма этих потоков не равна нулю. В результате в измерительной обмотке 16 наводят сигнал, амплитуда и Фаза которого пропорциональны величине и направлению смещения якоря 1 в координатах Х-У. Например, при перемещении якоря 1 в каком-либо из радиальных направлений амплитуда вьмодного сигнала изменяется пропорционально, а Фаза остается постоянной, как это показывает диаграмма на Фиг. 5, При перемещении якоря 1 по окружности постоянного радиуса амплитуда выходного .сигнала преобразователя останется постоянной, а Фаза непрерывно изменяется от 0 до 2 Я. Выполнение якоря преобразователя превьшающим по диаметру его статор исключает влияние краевого эФФекта магнитного поля и повышает линейность выходной характеристики. Лополнительное повышение линейности достигается эа счет увеличения числа выступов на статоре, Экспериментальные исследования образца с 24-мя выступами на статоре показали, что диапазон его измерений возрастает в 2,5 раза по сравнению со статором, имеющим 4-е выступа, а нелинейность характеристики преобразования при одинаковом диапазоне измерений снижается в 7 раз и во всем рабочем диапазоне не превышает О,ЗЯ,Формула изобретенияТрансФорматорный двухкоординатный преобразователь линейных перемещений, содержащий установленные в параллельных плоскостях с возмож 5 165Ф ностью относительного перемещения два магнитопровода, первый из которых имеет выступы, обращенные к поверхности второго магнитопровода, и размещенные на этих выступах обмотки, отличающийся тем, что, с целью линеаризации характеристики преобразования и расширения диапазона измерения, оба магнитопровода выполнены с основаниями в виде дисков, диаметр первого из которых меньше диаметра второго диска, в 793 центре которого выполнен выступ для размещения на нем одной из обмоток. являющейся измерительной обмоткой, выступы на первом магнитопроволе ра 1 5номерно распределены по его окружнос ти и их количество кратно четырем, а размещенные на этих выступах обмотки образуют четырехАаэную обмотку возбуждения, каждая Ьаза которой состоит из катушечных секций, занимающих н соседних выступов, где щ2 п, а и = 2,4,6= /г Составитель Л. ГуськовТехред С.Мигунова Корректор М. Самборская Редактор Г. Полиоцова Заказ 2420 Тираж 393 ПодписноеВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прц ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб и. 4/5 Производствг ццо в издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, уп. На прина, 101