Бесконтактный индуктивный датчик

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике И может быть использовано для измерения расстояния до различных объектов. Цель изобретения - повышение точности индуктивного датчика путем компенсации влияния изменений температуры окружающей среды. Этот датчик содержит втулку, выполненную в виде цилиндра 1 и полукольца 2 с поперечной прорезью. Кожух 12, жестко соединенный с цилиндром 1, и втулка выпол ue .f сл .. V 22 1В 21 Г

СОЮЗ СОжТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . (lQ) (И) А1 (58 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

l9 20 gg 78 21

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3969473/25-28 (22) 28.10.85 (46) 30.05.87. Бюл. И- 20 (71) Институт проблем надежности и долговечности АН БССР (72) Ю.В.Скорынин, С.H.×åðíûõ, Ю.К. Наследышев, А.E.Êîðþõîâ и И.А,Кирпиченко (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования.. М.: Машиностроение, 1965, с. 119.

Авторское свидетельство СССР

Ф 868328, кл. G 01 В 7/02, 1974. (54} БЕСКОНТАКТНЬЙ ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения расстояния до различных объектов.

Цель изобретения — повышение точности индуктивного датчика путем компенсации влияния изменений температуры окружающей среды. Этот датчик содержит втулку, выполненную в виде цилиндра 1 и полукольца 2 с поперечной прорезью. Кожух 12, жестко соединенный с цилиндром 1, и втулка выпол1314225 иены из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения. Во втулке размещены измерительная катушка 4 с сердечником

5 и компенсационная катушка 6 с сердечником 7. В сердечниках 5 и 7 имеются радиальные щели 8 и 9. У свободного конца кожуха установлена с возможностью осевого поворота втулка

14 с упругой пластиной 15 и закрепленным на ней подстроечным магнитным шунтом 17. Пластина 15 проходит через прорезь в полукольце 2. После установки датчика возле объекта контроля поворотам гайки 18 производится балансировка "нуля мостовой изИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения расстояния да поверхности различных объектов. 5

Цель изобретения — повышение точности путем компенсации влияния изменений температуры окружающей среды °

На фиг. 1 представлен,цатчик, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — развертка полукольца, жестко связанного с компен сационным концом втулки.

Бесконтактный индуктивный датчик линейных перемещений содержит втулку, выполненную в виде цилиндра 1. С компенсационным концом втулки жестко связано полукольцо 2, установленное эксцентрично с цилиндром 1 и имеющее поперечную прорезь 3, выполненную с углом наклона около 5 (фиг. 3). Ва втулке размещены соасно расположенные измерительная катушка 4 с тарсидальным сердечником 5 и

25 компенсационная катушка 6 с тороидалвным сердечником 7. Сердечники 5 и 7 имеют радиальные щели 8 и 9, в которых размещены немагнитные электро-, проводящие пластины 10 и 11, обеспечивающие формирование магнитного поля в щелях. Снаружи втулки размещен кожух 12, жестко прикрепленный к втулке со стороны измерительной катушки 4 и отделенный от нее на дру- 35 мерительной схемы, в которую включены катушки 4 и 6 датчика. Она осуществляется за счет изменения бтносительного положения полукольца 2 и втулки 14, приводящего к изгибу пластины 15 и перемещению шунта 17 относительно сердечника 7 компенсационной катушки 6. О перемещении объекта судят по сигналу раэбаланса измерительн<.й схемы. Компенсация влияния температуры окружающей среды осуществляется за счет прогиба пластины 15 и перемещения шунта 17 вследствие перемещения концов пластины под действием температурного удлинения кожуха.

3 ил.

2 гих участках с помощью сепаратора 13k

Внутри кожуха у ега свободного конца установлена с возможностью поворота вокруг оси датчика дополнительная втулка 14, в пазу которой жестко закреплена упругая пластина 15, фиксированная на втулке 14 кольцом 16 и проходящая через, поперечную прорезь 3.

В средней части пластины 15 в зоне щели 9 жестко закреплен подстроечный магнитный шунт 17. Дополнительная втулка 14 связана с кожухом 12 посредством гайки 18 и кольца 20, жестко связанного с этой гайкой штифтами 19. Пружина 21 обеспечивает механический контакт втулки 14 и гайки 18 с постоянным, заранее заданным усилием. Для стопсрения втулки

14 и гайки 18 после установки датчи.ка на нуль (балансировка его измерительной и компенсационной части) служат винты 22, Катушки 4 и 6 включены в мостовую измерительную схему. В процессе измерений датчик располагается своей измерительной частью у поверхности контролируемого объекта.

В качестве материала тараидальных сердечников 5 и 7 могут быть использованы ферриты, так как с ростом температуры полное сопротивление катушек с феррнтавыми сердечниками растет за счет роста магнитной проницаемости и активного сопротивления аб1 маток катушек. Для обеспечения температурной компенсации кожух 12 дсл3 13142 жен быть изготовлен из материала с температурным коэффициентом линейного расширения, превышающим этот коэф фициент материала втулки.

Датчик работает следующим образом.

Перед проведением измерений поворота гайки 18, приводящего к .изменению степени изгиба упругой пластины

15, производят балансировку измери- 1О тельной схемы. Найденное положение шунта 17 фиксируется путем стопорения втулки 14 и гайки 18 винтами 22. При изменении положения контролируемого объекта меняется величина зазора меж- 15 ду ним и сердечником измерительной катушки 4, что приводит к разбалансу мостовой схемы, по которому судят о величине расстояния до поверхности объекта. При изменении температуры 2р окружающей среды происходит нагрев обмотки и сердечника измерительной катушки 4, что приводит к увеличению ее полного сопротивления, т.е. появлению температурной погрешности.Од- 25 нако одновременно происходит нагрев втулки и кожуха датчика. Вследствие того что температурное удлинение их различное, пластина 15 изгибается таким образом, что подстроечный Зо шунт 17 перемещается в направлении к сердечнику 7 компенсационной катушки 6. При этом возрастает полное со25 4 противление этой катушки 6, что обепечивает компенсацию изменения температуры, уменьшает температурную погрешность и повышает точность измерений.

Формула изобретения

Бесконтактный индуктивный датчик. расстояния до объекта, содержащий втулку, размещенные в ней измерительную и компенсационную катушки с тороидальными сердечниками, имеющими радиальные щели, и подстроечный магнитный шунт, размещенный с возможностью перемещения у щели сердечника компенсационной катушки о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем компенсации температурной погрешности, датчик снабжен упругой пластиной и кожухом, жестко прикрепленным к втулке со стороны измерительной катушки и выпол ненным из материала с температурным коэффициентом линейного расширения, отличным от температурного коэффициента линейного расширения материала втулки; упругая пластина установлена около свободного конца кожуха, а во втулке выполнена поперечная прорезь для прохождения упругой пластины, в средней части которой закреплен магнитный шунт.

1S фие. 2

1314225

Составитель Л. Гуськов

Редактор Н. Швыдкая Техред B.Êàäàð

Корректор С.Черни

Заказ 2202/44 Тираж 678

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ПОДПИСНОЕ

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород„ ул. Проектная, 4