Дифференциальный индуктивный преобразователь перемещений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик(5 )М. Кд. Э 01 В 7/00 3 Ъаударстюиый комитет СССР ао делам иэобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Подмосковный научно-исследовательский и п оектнхм(71) Заявитель конструкторский угольный институт(54) ОИффЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ИНЦУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть ис пользовано в частности цля измерения перемещений подвижного элемента, например в приборах контроля давления, упру 5 гих.деформаций, износа и т.п.Известен дифференциальный преобразователь перемещений, содержащий якорь и два броневых магнитопровода с размещенными на ихсредних стержнях обмотками переменного тока, индуктивность которых изменяется при перемещениях якоря (11.Недостатком преобразователя является ограниченная чувствительнссть и выходная мощность вследствие чего на выходе 5 его необходимо включать усилительнсе устройство. Наиболее близким техническим решени; ем к изобретению является цифференциаль-,о ный индуктивный преобразователь перемещений, содержащий относительно подвижные якорь и цва примыкающих основаниями один к другому матнитопровода, двухсек 2циоЪнуто обмотку подмагничивания, подключенную к источнику постоянного тока, две двухсекционные обмотки переменного тс- ка, секции каждой из обмоток размещены на разных магнитопровоцах, и схему измерения, в которой подключены обе секции одной из обмоток переменного тока. Секции обмотки подмагничивания преобразователя размещены на средних стержнях броневых магнитопровоцов, а секции обмоток переменного тока, включенные в мостовую схему измерения, размещены в глухих расточках средних стержней этих магнитопроводов Я,Недостатком преобразователя является ограниченная чувствительность, а следовательно и точность измерений, так как изменение инруктивности секций обмоток переменного тока, являющееся информативным параметром, обуславливается лишь изменением зазоров между поверхностями якоря и магнитопроводов преобразователя.Цель изобретения - повышение чувст-вительности и то прости измерений.Поставленная цель поЧтигается тем,что преобразователь снабжен второйпвухсекционной обмоткой попмегничивания, 5каждая секция которой размещена на одном из магнитопроводов и соепинена через выпрямитель последовательно с тойсекцией второй обмотки переменного тока,которая размещена на пругом магнито Опроводе.На фиг. 1 представлена конструктивнаясХеме преобразователя; на фигг 2 - элект-рическая схеме включения его обмоток.дифференциальный индуктивный преобразователь перемещений сопержит якорь1, установленный с возможностью перемещения относительно двух броневых магнитопровопов 2 и 3, примыкающих одинк другому своими основаниями. На среп- дних стержнях 4 обоих магнитопровопов 2и 3 размещены секции двух пвухсекционных обмоток 5 и 6 подмагничивания. Вглухих концентрических расточках этихстержней размещены секции двух двухсекционных обмоток 7 и 8 переменноготока. Секции обмотки 7 переменного токе включены через выпрямители 9 в схему 10 сравнения, на выходе котовой Фопмируется информативный сигнал преобразователя перемещений. Секции обмотки 8переменного тока соединены через выпрямитель 11 последовательно с секциями обмотки 6 попмагничивания, размещенными на противоположных магнитопроводах 2 и 3. Секции обоих обмоток357 и 8 переменного тока, размещенныена одном и том же магнитопроводе,создают переменные рабочие магнитныепотоки направленные согласно. СекцииВчообмоток 5 и 6 подмагничизания, разме 1 ценные на одном и том же магнитопровопе, создают постоянные мегнитныв потоки подмагничивания, направленныевстречйо. Преобразователь питается отисточников 12 и 13 постоянного и пе 45ременного тока,Преобразователь работает следующимобразом.При подключении источников 12 и 13постоянного и переменного тока к обмоткам преобразователя и равенства зазоров межпу поверхностями якоря: 1 и магнитопроводов 2 и 3 сигнал на выходесхемы 10 сравнения отсутствует в силу 55симметрии конструкции преобразователя.При перемещении якоря 1, например,вверх, зазор со стороны магнитопрово 3 93799 1 4па 2 увеличивается, а со стороны мегнитопровопа 3 - уменьшается не ту жевеличину. Поскольку в каждом магнитопровопе 2 и 3 результирующий постоянный магнитный поток подмагничивенияопределяется величиной зазора и разностью ампер-витков соответствующихсекций обмоток 5 и 6, то вследствиеувеличения зазора в ма 1 нитопроводе 2магнитныйпоток попмагничивания, создаваемый размещенной на нем секциейобмотки 5 подмагничивания уменьшается(ампер-витки этой обмотки неизменныпри неизменном напряжении ее источникапитания постоянного тока), а размагничивающая составляющая этого потока, создаваемая встречно-направленной секциейобмотки 6, размещенной на этом же магнитопроводе 2, увеличивается за счетувеличения ее ампер-витков при последовательном соединении с секцией обмотки8 переменного тока, резмеьценной на другом магнитопровопе 3, в котором воздушный зазор уменьшается, вследствие чегоуменьшается его магнитное сопротивление.Таким образом, результирующий постоянный магнитный поток попмагничиванияв магнитопроводе 2 при увеличении в немвоздушного зазора уменьшается как засчет увеличения зазора в нем, так и засчет увеличения размагничивающей составляющей этого потока, создаваемой секцией обмотки 6, При этом индуктивностьсекций обмоток 7 и 8 переменного токана магнитопровопе 2 увеличивается, стремясь в пределе к ее максимальному значению при нулевом подмагничивении.Одновременно в магнитопроводе 3 с уменьшающимся зазором между ним и поверхностью якоря 1, индуктивность размещенных на нем секций обмоток 7 и 8 переменного тока уменьшается вследствиеувеличения результирующего потока попмагничивания. Это обусловлено как увеличением его составляющей, создаваемой размещенной на магнитопроводе 3 секциейобмотки 5 с постоянными ампер-виткамиподмагничивания за счет уменьшениявоздушного зазора, т.е уменьшения егомагнитного сопротивления, тек и уменьшением размагничиваюшей составляющей магнитного потоке секции обмотки 6, имеющей ампер-витки, зависящей от зазора впротиволежащем магнитопроводе (в денном случае - магнитопровопе 2 с увеличивающимся зазором).При смещении якоря 1 вниз уменьшается зазор со стороны магнитопровода 2 иувеличивается зазор со стороны магнито5 ОЭ 7 провода 3. Это приводит к уменьшению инпуктивности секций обмотки 7 и 8 переменного тока, размещенных на магнитопроводе 2 (с уменьшающимся зазором), и к увеличению инпуктивности секций обмоток 7 и 8 на магнитопроводе 3 (с увеличивающимся зазором) за счет соответствующего изменения степени подмагниченности этих магнитопроводов.На выходе схемы 10 сравнения форми О руется сигнал, зависящий от соотношения индуктивностей секций обмотки 7 переменного тока, размещенных на резных магнитопровопвх 2 и 3, т.е. зависящий по величине и полярности от величины и 15 направления перемещения якоря 1.Таким образом, при перекрестной связи межцу обеими половинами преобразователя, т.е. последовательном соепинении секций обмотки подмагничивания одного щ магнитопровопа с секциями обмотки переменного тока другого магнитопроводв, формируются сигналы положительной обратной связи, обеспечйвающей повышение степени попмагниченности того магнитопровопа, в котором она повышается за счет перемещения (уменьшения рабочего воздушного зазора), и уменьшение степени подмагниченнссти того магнитопровода, в котором она уменьшается за счет пере-, мещения (увеличения воздушного зазора). Вслепствие этого происходит более интенсивное изменение инпуктивности секций обмотки 7 переменного тока, подключенных к схеме измерения, так как оно обу 15 словлено не только изменением зазора в магнитопроводах, но и дополнительным изменением потока подмагничиввния то 901 бго же мвгнитопровопв, действующим вту же сторону, что и изменение зазора.Благодаря этому увеличивается чувствительность, а следовательно, и точностьизмерения..Ф ормула изобретенияДифференциальный индуктивный преобферазователь перемещений содержащийотносительно подвижные якорь и пва примыкающих основаниями опии к другомуброневых мвгнитопровода, пвухсекционнуюобмотку подмагничивания, подключенную кисточнику постоянного тока, две двухсекционные обмотки переменного тока, сек-,ции каждой из обмоток размещены наразных магнитопроводах, и схему измерения, к которой подключены обе секцииодной из обмоток переменного тока, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что, с цельюповышения чувствительности и точностиизмерений, преобразователь снабжен второй двухсекционной обмоткой подмагничивания, каждая секция которой размещена на одном из магнитопроводов и соединена через выпрямитель последовательно с той секцией второй обмотки переменного тока, которая размещена на другом магнитопроводе.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Агейкин Д, И. и др. Датчики контроля и регулирования, ММашиностроение", 1965, с, 115.2. Почуев Ю. Г. и др. Высокочувствительный датчик павления. "Угольное машиностроением, И 4, 1980,с. 18-2193 7991 Составитель С. Скрыпниккова Техред Т,Маточка Корректор У, Пономарен Редактор Н ПоюиснР Тираж 6 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4439/58 ВНИИПИ Госуаарс по делам изо 113035, Москва, венного комитений и откр35, Раушск та СССий набд, 4/5