Индукционный датчик расстояния до металлической поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности индукционного датчика расстояния до металлической поверхности, которая может быть как плоской, так и криволинейной с различным радиусом кривизны. Датчик содержит обмотку 2 возбуждения и две вторичные обмотки, одна из которых является секционированной обмоткой и выполняет функции корректирующей обмотки 6, а другая - измерительной обмоткой 3. Эта обмотка включена последовательно с вторичной обмоткой трансформатора 8, первичная обмотка которого включена последовательно с корректирующей обмоткой 6. На выходе датчика формируется результирующий сигнал с учетом кривизны и типа материала поверхности контролируемого объекта. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)4 С 01 В 7/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ПЮТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4305307/25-28 (22) 08.09.87 (46) 23.10.89. Бюл. 39 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. И.И.Арсеничева (72) Ю.А. Гаркуша (53) 621.317.39:531.7 (088.8) (56) Агейкин Д.И. Датчики контроля и регулирования. - И.: Машиностроение, 1965, с. 132, табл. 1,22 ° (54) ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК РАССТОЯНИЯ

ДО МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности индукционного датчика расстояния до металлической поверх2 ности, которая может быть как плос-. кой, та.к и криволинейной с различным радиусом кривизны. Датчик содержит обмотку 2 возбуждения и две вторичные обмотки, одна из которых является секционированной обмоткой и выполняет функции корректирующей обмотки 6, а другая - измерительной обмоткой 3. Эта обмотка включена последовательно с вторичной обмоткой трансформатора 8, первичная обмотка которого включена последовательно с корректирующей обмоткой 6.

На выходе датчика формируется результирующий сигнал с учетом кривизны и типа материала поверхности контролируемого обьекта. 1 ил.

1516756

10 I5

25 0

40

ИзобРетение относится к измери-.. тельной технике и предназначено для контроля расстояния до металлической поверхности, например, при измерениях линейных размеров в машиностроении деталей двигателей турбин,. топливных емкостей и т.д. по изменению расстояния до их поверхности.

Целью изобретения является повышение точности при контроле криволинейных поверхностей различного радиуса благодаря локализации магнитного поля в области магнитопровода датчика и компенсации влияния кривизны поверхности объекта с помбщью корректирующей секционированной вторичной обмотки датчика.

На чертеже схематично представлена конструкция индукционного датчика расстояния до металлической поверхности.

Индукционный датчик расстояния до металлической поверхности содержит

Ш-образный магнитопровод 1, на среднем стержне которого размещена первичная обмотка 2 возбуждения. Имеются также две вторичные обмотки - секционирования, которая размещена на всех трех стержнях магнитопровода. ближе к их концам, и дополнительная, размещенная на среднем стержне и выполняющая функции измерительной обмотки 3. Секции 4 и 5 многосекционной вторичной обмотки 6 включены последовательно;согласно между собой и последовательно-встречно с дополнительной секцией 7 этой обмотки, размещенной на среднеи стержне магнитопровода. Эта секция 7 обмотки

6 выполнена с возможностью регули,рования числа ее витков. Секционированная вторичная обмотка б выполняет функции корректирующей обмотки и включена последовательно с первичной обмоткой трансформатора 8. Измерительная обмотка 3 датчика включена последовательно с вторичной обмоткой трансформатора. 8 и подключена к вхо" ду схемы 9 сравнения, выполненной в виде нуль-органа, к второму входу которой присоединен источник 10 опор- ного калиброванного сигнала, включенного в цепь обмотки 2 возбуждения и подключенного вместе с нею к источнику 11 питания переменного тока. В трансформаторе 8 датчика предусмотрена возможность изменения коэффициента трансформации при помощи допол-, нительных отводов от его обмоток, подбираемых в процессе настройки датчика.

Индукционный датчик расстояния до металлической поверхности работает следующим образом.

Перед началом работы производится юстировка датчика. Для этого датчик располагают у плоской металлической поверхности и изменением числа витков дополнительной секции 7 обмотки 6 обеспечивают нулевое напряжение на входе трансформатора 8. Затем устанавливают определенную величину опорного сигнала от источника 10, соответствующую заданному расстоянию до контролируемой металлической поверхности. При прохождении тока от источника 11 питания датчика через обмотку

2 возбуждения возникает переменный магнитный поток, проходящий через средний стержень и разветвляющийся через боковые стержни магнитопровода

1. При этом магнитный поток проникает также в поверхностную область контролируемой, например, цилиндрической детали, которая изменяет его вследствие влияния вихревых токов, индуктированных в ней этим потоком, или (и) повышения магнитной проводимости (если деталь ферромагнитная).

Поэтому выходной сиГнал (ЭДС) на выводах измерительной обмотки 3, наводимый магнитным потоком в среднем стержне, зависит от материала контролируемой детали и зазора между нею и торцами стержней .магнитопровода 1 датчика.

Сигнал измерительной обмотки 3 зависит не только от зазора до поверхности объекта по оси симметрии датчика, т.е. под средним стержнем магнитопровода 1, но и от радиуса кривизны этой пбверхности, т.е. изза возможного неравенства расстояний от боковых стержней магнитопровода датчика до этой поверхности данному зазору по оси симметрии. Компенсация изменения сигнала, обусловленная указанной кривизной, осуществляется корректирующей обмоткой и трансформатором 8. При контроле цилиндрической поверхности на выходе корректирующей обмотки 6 появляется напряжение, ко-. торое с требуемым коэффициентом преобразования, обеспечиваемым трансформатором 8, добавляется к напряжению измерительной обмотки 3. В ре151

Формула изобретения

Индукционный датчик расстояния до металлической поверхности, содержащий И-образный магнитопровод, первичную обмотку возбуждения, размещенную на его среднем стержне, и вторичную обмотку, две секции которой размещены

20 на крайних стержнях магнитопровода,, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при контро ле криволинейных поверхностей различного радиуса, он снабжен дополнитель25 ной секцией вторичной обмотки, размещенной на среднем стержне магнитопровода и включенной встречно с пер= выми двумя, которые соединены соглас но последовательно, согласующим трансформатором, первичная обмотка которого включена последовательно секциями вторичной обмотки, и допо. - нительной обмоткой,- размещенной на среднем стержне магнитопровода и включенной последовательно согласно с вторичной обмоткой трансформатора..

Составитель Т.бычкова

Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова

Редактор Н.Гунько

Заказ 6371/37 Тираж 683 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, W-35, Раушскаа наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 зультате этого на входе схемы 9 сравнения получается такое же результирующее значение выходного сигнала, как и при контроЛе плоской поверхности объекта (при таком же, выбранном заранее, зазоре до нее от среднего стержня магнитопровода). В ту же схему 9 сравнения от источника..

19 калиброванного сигнала, включенного в цепь тока обмотки 2 возбуждения, поступает опорный сигнал, соответствующий пороговому значению сигнала вторичной измерительной обмотки 3, при достижении которого схема

9,выполненная как нуль-"орган (пороговый измеритель, срабатывающий при нулевой разности измеренного и опорного входного сигналов), выдает отсчетный результирующий сигнал.

В датчике предусматривается возможность корректировки коэффициен-та трансформации напряжения в трансформаторе 8 при помощи дополнительных отводов от его обмоток, что необходимо при контроле деталей с различными электромагнитными свойствами, а также при изменении установочных значений начального зазора. Благодаря 0-образной конструкции магнитопроводов происходит локализация зоны контроля, вследствие чего существенно уменьшаются магнитные потоки рассеяния,.что позволяет с повышенной чувствительностью контролировать расстояние до криволинейных поверхностей различного радиуса и конфигурации

6756 6 (например, поясков на .поверхности вращения, канавок деталей двигателей и турбин и т.п.), а существенная ком5 пенсация влияния кривизны койтролируемой поверхности трансформированным сигналом секционированной обмотки обеспечивает повышенную точность контроля расстояния до металлической

1О поверхности с различным радиусом кривизны,