SU823823A1 - Linear displacement pickup - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может найти применение в приборостроении и машиностроении в качестве датчика линейных перемещений, датчика размеров различных изделий, а также датчика координаты подвижной части контролируемого субъекта.The invention relates to instrumentation engineering and can be used in instrument making and mechanical engineering as a linear displacement sensor, a sensor of dimensions of various products, and also a sensor of the coordinates of a moving part of a controlled subject.

Известен трансформаторный преобразователь перемещени  с профилированным вторичшлм контуром, содержащий . Зсии1кнут191й пр моугольный магнитопровсд , в зазоре которого расположена изол ционна  пластина с плоской измерительной обмоткой. Обмотки возбуждени  соединены последовательно и встречно l. A transformer based displacement converter with a shaped secondary loop is known, comprising. Ssii1191st rectangular magnetic conductor, in the gap of which there is an insulating plate with a flat measuring winding. The field windings are connected in series and counter to l.

Известен такжепреобразователь перемзцени , который содержит замкнутый пр моугольный магнитопровод с обмотками возбуждени  на торцах .магнитопровода , соединенными последовательно-встречно , и подвижную измерительную обмотку на одном из длинных стержней магнитопровода 21.Also known is a remzent converter, which contains a closed rectangular magnetic circuit with excitation windings on the ends of a magnetic circuit connected in series to a counter, and a movable measuring winding on one of the long rods of the magnetic circuit 21.

Недостатками этих преобразователей  вл ютс  низка  надежность и малый ресурс работы из-за наличи  подвижных токоподводов, мала  мощность выходного сигнала и плоха  помехозащищенность от внешних электромагнитных помех.The disadvantages of these converters are low reliability and low operating life due to the presence of movable current leads, low output power and poor noise immunity from external electromagnetic interference.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  датчик линейных перемещений, содержащий замкнутый магнитопровод, состо щий из двух коаксиальных цилиндров, неподвижную обмотку возбуждени  с секци 0 ми, размещенными у торцов магнитопровода и включенными последовательно-встречно , и подвижную измерительную обмотку .31.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a linear displacement sensor containing a closed magnetic circuit consisting of two coaxial cylinders, a fixed field winding with sections 0 located at the ends of the magnetic circuit and connected in series-counter, and a movable measuring winding. 31.

Недостатком известного датчика The disadvantage of the known sensor

5  вл етс  низка  надежность работы, обусловленна  наличием в конструкции подвижных токоподводов.5 is low reliability of operation, due to the presence in the design of movable current leads.

Цель изобретени  - повьшение надежности при сохранении высокой точ0 ности измерений.The purpose of the invention is to increase reliability while maintaining high measurement accuracy.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено непод-. вижной секционированной измерительной обмоткой, секции которой включе5 ны последовательно-согласно, и второй подвижной измерительной обмоткой, подключенной параллельно первой подвижной обмотке, магнитопровод снабжен размещенным между указанными двум  ; The goal is achieved by the fact that the device is supplied with a substitute. a movable partitioned measuring winding, sections of which are included in series-according, and a second mobile measuring winding connected in parallel with the first mobile winding, the magnetic circuit is provided with the two placed between the two;

0 цилиндрами третьим коаксиальным цилиндром , выполненным в виде двух коаксиально расположенных частей,разделенных изЪл ционной прокладкой, подвижные и неподвижные обмотки охватывают внртренний и средний цилиндры и установлены таким образом, что втора  подвижна  измерительна  обмотка механически св занна  с цервой, размещена над ней. Датчик снабжен схемой термокомпенсации, включенной между первой и второй подвижными измерительными обмотками.0 cylinders The third coaxial cylinder, made in the form of two coaxially arranged parts, separated by an extrusion gasket, movable and stationary windings cover the inner and middle cylinders and are installed in such a way that the second movable measuring winding is mechanically connected with the cervix, located above it. The sensor is equipped with a thermal compensation circuit connected between the first and second movable measuring windings.

На фиг. 1 изображена конструктивна  схема устройства; на фиг. 2 электрическа  схема.FIG. 1 shows a structural diagram of the device; in fig. 2 electrical circuit.

Устройство состоит из магнитопровода , образованного четырьм  коаксиальными ферромагнитными цилиндрамиThe device consists of a magnetic circuit formed by four coaxial ferromagnetic cylinders.

1-4 (фиг. 1), соответственно попарно замкнутыми по торцам ферромагнитными шайбами 5 и 6. Между цилиндрами1-4 (Fig. 1), respectively, in pairs closed by the ends of the ferromagnetic washers 5 and 6. Between the cylinders

2и 3 выполнена неферромагнитна  прокладка 7. В зазоре между цилиндрами2 and 3 there is a non-ferromagnetic gasket 7. In the gap between the cylinders

1и 2 у их торцов расположены секции обмотки 8 возбуждени  переменного тока , включенные между собой последовательно-встречно . В зазоре между цилиндрами 3 и 4 у их торцов расположены секции измерительной обмотки 9, включенные между собой последовательно-согласно . В зазорах, соответственно , расположены подвижные измерительные обмотки 10 и 11. Витки обмотки1 and 2, at their ends, there are alternating current excitation winding sections 8 connected in series with each other. In the gap between the cylinders 3 and 4 at their ends are the sections of the measuring winding 9, connected together in series-according. In the gaps, respectively, are movable measuring windings 10 and 11. The coils of the winding

10включены между собой параллельно так, что сигнал по току на выходе обмотки 10  вл етс  суммой токов в отдельных витках. Выход обмотки 10 соединен с обмоткой 11. Обмотки 10 и10 are connected in parallel with each other so that the current signal at the output of the winding 10 is the sum of the currents in the individual turns. The output of the winding 10 is connected to the winding 11. The windings 10 and

11соединены механически через продольный зазор в цилиндрах 2 и 3 с контролируемым объектом (не показан),11 are connected mechanically through a longitudinal gap in cylinders 2 and 3 with a controlled object (not shown),

В процессе измерени  св зь с контролируемом объектом может быть также осуществлена посредством штока (не показан), механически св занного с обмотками 10 и 11 через зазор в цилиндре 4.In the measurement process, communication with a controlled object can also be carried out by means of a rod (not shown) mechanically connected to windings 10 and 11 through a gap in the cylinder 4.

В цегь подвижных обмоток включена схема 12 компенсации температурной погрешности. Питание обмотки 8 возбуждени  осуществл етс  от стабилизатора 13 Тока, а измерительна  обмотка 9 подключена к индикатору 14 напр жени  (вольтметру).In the movable windings circuit, a temperature error compensation circuit 12 is included. The excitation winding 8 is powered from the Current Stabilizer 13, and the measuring winding 9 is connected to a voltage indicator 14 (voltmeter).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В секции обмотки 8 возбуждени  подаетс  питание от источника питани  (не показан), и в цилиндрах 1 иIn the section of the excitation winding 8, power is supplied from a power source (not shown), and in cylinders 1 and

2создаютс  встречно направленные магнитные потоки Фд и Ф, заьллкающиес  по шайбам б, цилиндрам 1 и 2 и воздушному зазору между цилиндрами.2, oppositely directed magnetic fluxes Fd and F are created, flashing along washers b, cylinders 1 and 2, and an air gap between the cylinders.

В первой подвижной обмотке 10 наводитс  ЭДС, по фазе и амплитуде соответствующа  координате X.In the first moving winding 10, an EMF is induced, in phase and amplitude corresponding to the X coordinate.

За счет наведенной в .витках первой подвижной обмотки 10 ЭДС во второй подвижной обмотке 11 течет ток.Due to the induced in the turns of the first moving winding 10 EMF in the second moving winding 11 current flows.

создающий в магйитной цепи поток Ф , который наводит в секци х неподвиж-ной измерительной обмотки 9 ЭДС, пропорциональную координате X, т.е. иг Iep eмoмy перемещению.creating a flux F in the magitite circuit, which induces in the sections of the stationary measuring winding 9 EMF, proportional to the coordinate X, i.e ig iep his move

Дл  увеличени  чувствительности витки первой подвижной о.бмотки 10 могут -быть соединены параллельно, тогда во второй подвижной обмотке 11,  вл ющейс  нагрузкой на выходе первой , протекает больший ток. При этом To increase the sensitivity, the turns of the first movable winding 10 can be connected in parallel, then a higher current flows in the second moving winding 11, which is the first output load. Wherein

o чувствительность повышаетс  пропорционально числу витков второй подвижной обмотки 11.o sensitivity increases in proportion to the number of turns of the second moving winding 11.

Несмотр  на то, что токи в обмотках сравнительно небольшие (дес тки Despite the fact that the currents in the windings are relatively small (ten

5 миллиампер), тем не менее они могут привести к некоторому увеличению температуры обмоток и увеличению их сопротивлени  (изменение температуры Может произойти и из-за внешних условий ) , . .5 milliamperes), nevertheless they can lead to a slight increase in the temperature of the windings and an increase in their resistance (a change in temperature may also occur due to external conditions),. .

00

Изменение сопротивлени  обмоток приводит к по влению температурной .погрешности. Дл  предупреждени  этого в цепь подвижных обмоток включена схема 12 температурной компенсации.A change in the resistance of the windings leads to the appearance of a temperature error. To prevent this, a temperature compensation circuit 12 is included in the moving winding circuit.

5five

Благодар  тому, что обмотка возбуждени  запитываетс  от стабилизированного источника 13 тока, то на ток возбу удени  не оказывает вли ние ни изменение температуры, ни реакци  Due to the fact that the excitation winding is supplied from the stabilized current source 13, then neither the temperature change nor the response will affect the excitation current.

0 тока в подвижной обмотке,. Напр жение, пропорциональное координате X, подаетс  или на исполнительный механизм или показывающий прибор (индикатор 14).0 current in the moving winding. A voltage proportional to the X coordinate is applied either to the actuator or the indicating device (indicator 14).

Claims (3)

1. Датчик линейных перемещений, 1. Linear displacement sensor 0 содержащий замкнутый магнитопровод, состо щий из двух коаксиальных цилиндров , неподвижную обмотку возбуждени  с секци ми, размещенными у торцов магнитопровода и включенными последовательно-встречно , и подвижную 0 containing a closed magnetic circuit consisting of two coaxial cylinders, a fixed field winding with sections placed at the ends of the magnetic circuit and connected in series-counter, and a movable 5 измерительную обмотку, о т л и ч а.ющ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности при сохранении -высокой точности, устройство снабжено неподвижной секционированной измери0 тельной обмоткой, секции которой включены последовательно-согласно, и второй подвижной измерительной обмоткой , подключенной параллельно первой подвижной обмотке, магнитопро5 вод снабжен размещенным между указанными двум  цилиндрами третьим коаксиальным цилиндром, выполненным в виде двух коаксиал-ьно расположенных частей, разделенных изол ционной прокладкой , подвижные и неподвижные обмотки охватывают внутренний и средний цилиндры и установлены таким образом , что втора  подвижна  измерительна  обмотка, механически св занна  с первой, размещена нгщ ней.5 with the aim of improving reliability while maintaining - high accuracy, the device is equipped with a fixed sectioned measuring winding, the sections of which are connected in series-according, and the second mobile measuring winding, connected in parallel to the first movable winding, the magnetic conductor is provided with a third coaxial cylinder placed between the two cylinders, made in the form of two coaxially arranged parts, separated by an insulating gasket The moving and stationary windings enclose the inner and middle cylinders and are installed in such a way that the second movable measuring winding, mechanically connected with the first one, is placed here. 2. Датчик по п. 1, ,щ и и с   тем, что он снабжен схе1МОЙ термокомпенсации, включенной между первой и второй подвижными измерительными обмотками.2. The sensor according to claim 1, и and so that it is equipped with a thermal compensation circuit connected between the first and second movable measuring windings. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination -X-X МM 1.Крнюхов Н.Е. Электрические функциональные преобразователи, М., Машиностроение., 1977, с. 20.1. Krnyuhov N.E. Electric functional converters, M., Mashinostroenie., 1977, p. 20. 2.Заринов М.Ф. Преобразователи с распределенными параметрами, М., 2. Zarinov M.F. Converters with distributed parameters, M., Энерги , 1969, с. 12.Energy, 1969, p. 12. 3.Там же, с. 51 (прототип).3. In the same place 51 (prototype). ХмHm ( ( У/:9 //7 /Л ЖМ У/7У7( U / 9/7 / L ZhM U / 7U7 ( J УJ y /99 /; /7 : : 9 9У79 7/ 99 /; / 7:: 9 9У79 7 .. //:6 /99i.. //: 6 / 99i -13 J-13 J ii :: ....,,.,.,.....,.... ,,..., ....., ww Фл «Fl " Т Т Г4:.T G4 :. ss 1.one. «РЛ"RL