SU989314A1 - Преобразователь линейных перемещений - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, дляизмерения линейных перемещений.

Известны индукционные, например, трансформаторные преобразователи перемещений, содержащие магнитопровод и размещенные на нем обмотку возбуждения, две соединенные последовательно-встречно измерительные обмотки и подвижный короткозамкнутый виток

Ill.

Недостатком известных преобразователей этого типа является высокий уровень остаточного напряжения в исходном положении короткозамкнутого витка, обусловленный несимметрией параметров измерительных обмоток., которые установлены на разных участках магнитопровода, и приводящий к снижению чувствительности и точности преобразователя.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь линейных перемещений, . содержащий закрепленные на общем немагнитном основании и установленные параллельно один другому С-образный магнитопровод с измерительной обмоткой и кольцевой магнитопровад с обмоткой возбуждения и связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения короткозамкнутый виток, 5 проходящий через отверстие кольцевого магнитопровода и зазор с-образного магнитопровода и лежащий в плоскости, перпендикулярной боковым плоскостям обоих магнитопроводов. Из10 вестный преобразователь содержит еще один С-образный магнитопровод, размещенный симметрично первому по дру15 гую сторону от кольцевого магнитопровода и несущий на себе вторую измерительную ·обмотку, включенную встречно-последовательно с первой измерительной обмоткой, для реализации дифференциального принципа измерения, Короткозамкнутый виток вы20 полнен в виде одной петли, проходящей ^z через зазоры обоих с-образных магнитопроводов и отверстие кольцевого магнитопровода ].

Недостатком известного преобразователя является температурный 25 дрейф остаточного напряжения на era выходе, обусловленный неидентичностыо конструктивных параметров преобразователя дифференциального . типа:- неодинаковостью температурных 30 коэффициентов магнитного сопротивле ния С-образных магнитопроводов, неодинаковостью изменения геометрических размеров их зазоров, параметров измерительных обмоток'и т.п.

Цель изобретения - повышение точности преобразования перемещений при изменении температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе линейных перемещений, содержащем закрепленные на общем немагнитном основании и установленные параллельно один другому С-образный магнитопровод с измерительной обмоткой и кольцевой магнитопровод с обмоткой возбуждения и связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения короткозамкнутый виток, проходящий через отверстие кольцевого магнитопровода и зазор С-обраэного магнитопровода и лежащий в плоскости, перпендикулярной боковым плоскостям обоих магнитопроводов, короткозамкнутый виток выполнен. в виде двух плоских одинаковых петель, противолежащие стороны которых соединены перекрещивающимися перемычками, расположенными в исходном положении витка в зазоре Собразного магнитопровода по его продольной оси симметрии.

На фиг.1 схематично представлено конструктивное выполнение преобразователя линейных перемещений; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. ·

Преобразователь линейных перемещений содержит С-образный магнито- ; провод 1 с размещенной на нем измерительной обмоткой 2 и установленный параллельно ему кольцевой замкнутый магнитопровод 3 с размещенной на нем обмоткой 4 возбуждения переменного тока. Оба магнитопровода закреплены на общем немагнитном основании 5. Подвижный короткозамкнутый виток 6, выполненный в виде двух плоских одинаковых петель 7 и 8, размещен в зазоре С-образного 1 и в отверстии кольцевого 3 магнитопроводов таким образом, чтобы перекрещивающиеся перемычки 9 и.10 располагались в исходном положении витка в зазоре С-образного магнитопровода 1 по его продольной оси симметрии. При этом кольцевой магнитопровод 3 оказывается охваченным лишь одной из петель (здесь 8) короткозамкнутого двухпетлевого витка 6.

Преобразователь линейных перемещений работает следующим образом.

При подаче напряжения переменного тока на обмотку возбуждения 4 преобразователя в его кольцевом магнитопроводе возникает магнитным поток Ф, под действием которого в короткозамкнутом витке 6 индуктируется ток I, протекающий в обеих его петлях 7 и 8 во взаимно противоположных направлениях, в результате создаваемые им магнитные потоки Ф₂ и также направлены взаимно противоположно; т.е., сдвинуты по фазе на 180°, и перпендикулярны плоскостям петель короткозамкнутого витка 6. Таким образом, на С-образный магнитопровод 1 воздействуют одновременно два потока Ф₂ и Ф₃, величины которых равны в исходном положении витка 6, 10 т.е. при нахождении его на продольной реи симметрии этого магнитопровода, но направлены противоположно. В результате напряжение на сопротивлении, нагрузки, подключенной к зажимам .измерительной обмотки 2 преобразователя, близко к нулю.

При перемещении короткозамкнуто-'’ го витка 6 происходит изменение величин потоков Ф₂ и Ф^, в результате чего их разность, циркулирующая по С-образному магнитопроводу 1, изменяется по величине'и направлению в зависимости от величины и направления перемещения этого витка.

В соответствии с изменениями результирующего потока изменяется величина и фаза напряжения, индуктируемого в измерительной обмотке 2 преобразователя.

Таким образом, данный преобразователь, благодаря вышеуказанной конструкции короткозамкнутого витка оказывается выполненным дифференциальным по магнитному потоку, а не по ЭДС, как в известных преобразователях. Благодаря этому исключается влияние неодинаковости конструктивных параметров преобразователя на температурный дрейф нулевого положения при одновременном упрощении его конструкции (одна измерительная обмотка). В результате повышается точность измерения линейных перемещений .

Claims (1)

1. (,54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 12 i Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь . зовано, в частности, jpin измерени  линейных перемещений. Известны индукционные/ например, трансформаторные преобразователи перемещений , содержащие магнитопрогод} и размещенные на нем обмотку возбуждени , две соединенные последователь но-встречно измерительною обмотки и подвижный короткозамкнутый виток Недостатком известных преобразователей этого типа  вл етс  высокий уровень остаточного напр жени  в исходном положении короткозамкнутого витка, обусловленный несимметрией параметров измерительных обмоток., ко торые установлены на разных участках магнитопровода, и привод щий к снижению чувствительности и точности преобразовател . Наиболее близким техническим реше нием к изобретению  вл етс  преобразователь линейных перемещений,. содержащий закрепленные на общем немагнитном основании и установленные параллельно один другому С-образный магнитопровод с измерительной обмоткой и кольцевой магнитопровод с обмоткой возбуждени  и св зываемый с контролируемым объектом в процессе измерени  короткозамкнутый виток, проходш1Щй через отверстие кольцевого магнитопровода и зазор С-образного магнитопровода и лежащий в плоскости , перпендикул рной боковым плоскост м обоих магнитопроводов. Известный преобразователь содержит еще один С-образный магнитопровод, размещеннШ симметрично первому по дру-. гую сторону от кольцевого магнитопровода и несущий на себе вторую измерительную обмотку, включенную встречно-последовательно с первой измерительной обмоткоЛ, дл  реализации дифференциального принципа измерени . Короткозамкнутый виток выполнен в виде одной петли, проход щей через зазоры обоих С-образных магнитопроводов и отверстие кольцевого магнитопровода Г . Недостатком известного преобразовател   вл етс  температурный дрейф остгирочного нгшр жени  на era выходе, обусловленный неидентичностью коиструктивнБос параметров преобразовател  дифференциального . типа:- неодинаковостью температурных коэффициентов магнитного сопротивлени  С-образных магнитопроводов, неодинаковостью изменени  геометричес ких размеров их зазоров, параметров измерительных обмотоки т.п. Цель изобретени  - повышение точ ности преобразовани  перемещений при изменении температуры окружающе среды. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе линейных перемещений, содержащем закрепленны на общем немагнитном основании и установленные параллельно один другому С-образный магнитопровод с измерительной обмоткой и кольцевой магнитопровод с обмоткой возбуждени и св зываемый с контролируемым объе том в процессе измерени  короткозамкнутый виток, проход щий через отверстие кольцевого магнитопровода и зазор С-образного магнитопровода и лежащий в плоскости, перпендикул  ной боковым плоскост м обоих магнит проводов, короткозамкнутый виток вы полнен, в виде двУх плоских одинаковых петель, противолежащие стороны которых соединены перекрещивающимис  перемычками, расположенными в ис ходном положении витка в зазоре Собразного магнитопровода по его продольной оси симметрии. На фиг.1 схематично представлено конструктивное выполнение преобразовател  линейных перемеш.ений; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Преобразователь линейных перемещений содержит С-образный магнитопровод 1 с размещенной на нем измерительной обмоткой 2 и установленный параллельно ему кольцевой замкн тый магнитопрОБОД 3 с размещенной на нем обмоткой 4 возбуждени  переменного тока. Оба магнитопровода закреплены на общем немагнитном основании 5. Подвижный короткозамкнутый виток б, выполненный в виде дву плоских одинаковых петель 7 и 8, размещен в зазоре С-образного 1 и . в отверстии кольцевого 3 магнитопро водов таким образом, чтобы перекрещивающиес  перемычки 9 и. 10 распола гались в исходном положении витка в зазоре С-образного магнитопровода 1 по его продольной оси симметрииПри этом кольцевой магнитопровод 3 оказываетс  охваченным лишь одной и петель (здесь 8) короткозамкнутого двухпетлевого витка 6. Преобразователь линейных перемещений работает следуюш 1м образом. При подаче напр жени  переменного тока на обмотку возбуждени  4 преоб разовател  в его кольцевом магнитопроводе возникает магнитным поток Ф, под действием которого в короткозамкнутом витке 6 индуктируетс  ток I, протекающий в обеих его петл х 7 и 8 во взаимно противоположных направлени х. В результате создаваемые им магнитные потоки Ф2 и Ф также направлены взаимно противоположно ) т.е.. сдвинуты по фазе на 180°, и перпендикул рны плоскост м петель короткозамкнутого витка 6. Таким образом, на С-образный магнитопровод 1 воздействуют одновременно два потока Ф и Фз, величины которых равны в исходном положении витка б, т.е. при нахождении его на продольной рси симметрии этого магнитопровода, но направлены противоположно. В результате напр жение на сопротивлении, нагрузки, подключенной к зажимам .измерительной обмотки 2 преобразовател , близко к нулю. При перемещении короткозамкнутого витка б происходит изменение величин потоков Фц и Ф, в результате чего их разность, циркулирующа  по С-образному магнитопроводу 1, измен етс  по величине и направлению в зависимости от величины и направлени  перемещени  этого витка. В соответствии с изменени ми результирующего потока измен етс  величина и фаза напр жени , индуктируемого в измерительной обмотке 2 преобразовател . Таким образом, данный преобразователь , благодар  вышеуказанной конструкции короткозамкнутого витка оказываетс  выполненным дифференциальным по магнитному потоку, а не по ЭДС, как в известных преобразовател х . Благодар  этому исключаетс  вли ние неодинаковости конструктивных параметров преобразовател  на температурный дрейф нулевого положени  при одновременном упрощении его конструкции (одна измерительна  обмотка). В результате повышаетс  точность измерени  линейных перемещений . Формула изобретени  Преобразователь линейных перемещений , содержащий закрепленные на общем немагнитном основании и установленные параллельно один другому С-рбразный магнитопровод с измерительной обмоткой и кольцевой магнитопровод с обмоткой возбуждени  и св зываемый с контролируемым объектом в процессе измерени  короткозамкнутый виток, проход щий через отверстие кольцевого магнитопровода и зазор С-образного магнитопровода и лежащий в плоскости, перпендикул рной боковым плоскост м обоих магнитопроводов,отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности преобразовани  при изменени:и температуры окружающей среды, короткозамкнутый виток выполнен в виде двух плоских одинаковых петель, противолежащие стороны которых соединены перекрещивающимис  перемычками , расположенными в исходном положении витка в зазоре С-образного магнитопровода по его продольной оси симметрии.

   б

   «Т

   rw

   t

   7

   Ф} Ф2

   /

   I Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 464775, кл. G 01 В 7/00, 1973. 2,Авторское свидетельство СССР 815475, кл. G 01 В 1/06f 1979 ( прототип).

   fPu2.f

   а-а ю

   У

   /8

   Р1

   -I-J+

   J J