Индуктивный преобразователь перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1659696 А 1 9) ъЖ. 7 ОО, 7 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКПРИ ГКНТ СССР ТИЯ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ орозов и,8)контроля и регустроение, 1965 ОБРАЗОВАТЕЛЬ ительо для меще- повыластипереателя.м для тся к измер испол ьзова нейных пере я является ширение об измеряемых преобразов пус 1 с гнездо(57) Изобретение относиной технике и может бытьизмерения угловых и линий. Целью изобретенишение точности, расприменения и диапазонамещений индуктивногоПоследний содержит кор закрепления неподвижного магнитопровода 2, на котором размещены измерительная и компенсационная обмотки, включенные в плечи измерительного моста, Индуктивность измерительной обмотки зависит от положения якоря-модулятора 3, предназначенного для модуляции проводимости воздушного зазора, отделяющего его от неподвижного магнитопровода 2. Рабочая поверхность якоря-модулятора спрофилирована в соответствии с приведенными соотношениями. Модулятор жестко связан с объектом измерений и при приведении в движение обуславливает появление на выходе измерительной схемы полезного сигнала с гармонической составляющей, вид которой (синус или косинус) определяется а начальным положением модулятора относительно неподвижного магнитопровода. 4 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных или угловых перемещений вращающихся объектов когп роля,Целью изобретения является повьш - ние точности, а также расширение Области применения и диапазона измеряемых перемещений индуктивного преобразователя за счет выполнения якоря-модулятора воздушного зазора в этом преобразователе с профилированной поверхностью и за счет выбора соответствующего значения коэффициента электриЧеской редукции и соотношения размеров якоря и неподвижного магнитапровода преобразователя.На фиг, 1 представлен предлагаемьй индуктивный преобразователь для измерения угловых перемещений, общий вид, продольное сечение; на фиг. 2 - та.;се, поперечное сечение; на фиг. 3 - индуктивный преобразователь для измерения линейных перемещений; на фиг. 4 - блок-схема включения обмоток преобразователя в схему измерения его выходных сигналов.Индуктивный преобразователь перемещений содержит корпус 1 и разделенные воздушным зазором днеподвижный магнитопровод 2 и якорь-модулятор 3 для модуляции проводимости воздушного зазора между ними. Магнитопровод 2 закрег:лен в корпусе и несет на себе размещенные саосно измерительную 4 и компенсационную 5 обмотки, а якорь-модулятор 3 жестко связан с объектом измерений. например, посредством шлицевого соединения и винта 6, а так же вала,7. Для предотвращения попадания случайных механических предметов в рабочий зазор датчика он закрыт крышкой 8,Неподвижный магнитопровад 2 закоеплен в корпусе 1 посредствам резьбовага соединения, Измерительная 4 и компенсационная 5 обмотки индуктивного преобразователя образуют выносной гюлумсст 9 блока 10 измерения выходных сигналов преобразователя, к выходу которого может быть подключен регистаирующий прибор 11.Подвижный якорь-модулятор 3 выполнен с профилированной в соответствии с математическими выражениями рабочей поверхностью: Ба=Во+до М эп Ра; МВ, 0,2 Р,;, Р)-.Ь. ф) где 11 аа - текущие координаты образующей профилированной поверхности якоря;Йо - расстояние да средней линии прафилированной поверхности якоря; 25 30 35 40 4 с 50 55 до - величина средняя воздушноо зазора между неподвижным магнитоправодом и якорем. ЛдМ = --- коэффициент модуляциид,воздушного зазора;Лд- амплитуда изменений воздушного зазора;Р1коэффициент электрической редукции; Ь - ширина неподвижного магнитопровода вдоль прафилированной поверхности якоря;Осевая длина якоря.Если необходимо изготовить несколько типоразмеров преобразователей с различными значениями коэффициента Р электрической редукции, та для обеспечения взаимозаменяемости якорей-модуляторов и повышения удобства эксплуатации необхадимо вначале определить геометрические Размеры преобРазователЯ ДЛЯ Р=Рмакс, пользуясь отношениями(1) - (3), и сохранить их для всех остальных типоразмеров преобразователей с РРмакс Тогда указанные оптимальные соотношения размеров для преобразователей всех типоразмеров будут выполнены, а сами преобразователи будут отличаться только одной деталью - якорем- модулятором с числом выступов, соответствующих выбранному значению Р, Поэтому для решения круга задач, связанных с применением разных типоразмеров, измеряемых преобразователем, достаточно изготовить один корпус с неподвижным магнитоправодом и размещенными на нем измеоительной и компенсационной обмотками, а также комплект сменных якорей-модуляторов с заданными значениями Р и элементы стыковки якоря с обьектом измерений,Соотношение между поперечным размерам Ь неподвижного магнитопровода 2 и периодом изменения профильной поверхности якоря-модулятора 3 влияет на амплитуду колебаний выходного сигнала преобразователя из-за шунтирования неподвижным магнитопроводом 2 соседних участков профильной поверхности якоря, В связи с этим область допустимых соотношений согласно 2) распространяется на значения правой части неравенства, изменяющиеся От 0,2 до 1. При значениях более 1 преобразователь получается неоправданна больших размеров. Соотношение 3) получена опытным путем и обусловлено влиянием краевого эффекта на коэффициент преобразователя. Соотношение (1) получено, исходя из необходимого законаизменения выходного сигнала преобразователя перемещений, зависящего от изменения воздушного зазора в нем. В ;, реобразавателе углавь 1 х перемещений .,:;кцианальная зависимость выходного сигнала - синусоида или косинусоида в функци перемещения, определяется начальь;м положением якоря-модулятора 3 агнасительна неподвижного магнитопровода, т.е. заданным положением начала отсче; а. В преобразователе линейных переещений предпочтительней является ясеин; Оидальная зависимость, являющая- С, БИТНОЙ. Та КаК ПРИ СМЕНЕ НаПРаВЛЕНИЯ р:.,-,:л:, ы одной сигнал преобразователя м,г 3гся= :.3 е 1 з-.1 вным. 1;,.,с; Ьо:.з ъ пь,.=.4 ещен й работал сл".г ,им ,Сааза 4,.:.;р,:,;: е,.,:,.-;ии в движение Обьекта иэ:.,:, ний и ,е;.,Тк;. связаннага с ним якорямадулят.; . на вь.ходе блока 10 измерения ПС 1 ЛУч:; а ПО: ИОДИ-ЕСКИ ИЗМЕНЯЮЩИЙСЯ СИГ- нал са рея.",им значением Йр и амплитудой колебаний -О, Прл необходимости можно исключить постоянную составляющую выхадна:.а сигнала и з:делит только пере;4 енную ее часть., саа гветствуащую изменени;а вазг,.:.днага зазора д, относительно 20 25 лятора .". спрсфилирсванная и Обработанная согласна математическим выражениям )(3), дает ваз -:Ожнасть получить на выходе,: реобразава геля; арманическую (сину",сидеЙьную) функцию углавОГО или линейного пер 84 ещения, чта приводит к за:44 жнаст:4 измерения непрерывных угловых и и;:;ейных перемещений, т,е, расширению диапазона перемещений и области применения преобразователя перемеще- ЯИЙ.Такай непрерывный во времени сигнал без разрывов и резких изломов может. быть использован, например, для контроля биения вала, т,е, возникает амплитудная модуляция основной частоты 10 выходного сигналато= ЬОВп Ракотораяможетбыть выделена амплитудным детектором и выведена:,ак информационный сигнал, Пульса 50 ция;карасти углового или линейного перемещения создает частотную модуляцию сигнала основной частоты, которая мосреднего.нече и. Поверхность якоря-моду- ЗО жет быть легко выделена частотным детек- ТОРОМ.Предлагаемый индуктивный преобразователь перемещений позволяет получить непрерывный гармонически изменяющийся синусаидальный сигнал при линейном возвратно-поступательном движении, что также расширяет область применения преобразователя, так как дает возможность производить измерения непрерывного перемещения с неограниченным диапазоном по углу поворота вала или при воэвратнопаступательном линейном перемещении, ,ТО Обуславливает расширение диапазона измеряемых перемещений.Формула изобретения Индуктивный преобразователь перемещений, содержащий неподвижный агнитоправад, размещенные на нем измерительную и компенсационную обмотки и предназначенный для крепления на валу абьекта магнитный якорь-модулятор проводимости воздушного зазора между ним и неподвижным магнитопроводом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности расширения области применения и диапазон измеряемых перемещений, рабочая поверхность якоря выполнена профилированной в соответствии со следующими соотношениями:йа= В, +д, М з 1 п Ра;Во 0,2 РЬ;1 Ьде Яца - текущие координаты обраэуюшей профильной поверхности якоря;В, - расстояние до средней линии профильной поверхности якоря;д, - средняя величина воздушного зазора между неподвижным магнитопроводам и якорем;ЛдМ = - д -- коэффициент модуляцииовоздушного зазора;Лд - амплитуда измерений воздушногозазора;Р1 - коэффициент электрической редукции преобразователя;Ь - ширина неподвижного магнитопровода вдоль профилированной поверхности якоря;1 - осевая длина якоря.1659696Составитель С.Скрыпникор Т,Парфенова Техред М,Моргентал Корректор М.Шароши аз 1831 Тираж 400 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1