Бесконтактный индуктивный датчик расстояния до поверхности объекта

 

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1ЕСВ ЬЛИН (!9) (1!) А1 щ) G 01 B 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-,т

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОЧХРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 460z992/28 (22) 09.11.88 (46) 30.04,91. Бюл. И 16 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН ЬССР (72) И.А. Василец, Ю.В. Скорынин, У.К. Наследышев и И.И. Узунова (53) )31.717(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1420344,. кл. G 01 В 7/00, 1986, (54) ЬКСКОНТАКТНЫЙ ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК

РАССТОЯНИЯ ДО ПОВЕРХ!!ОСТИ 0ЬЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью уменьшение габаритов и увеличение чувствительности индуктивного датчика расстояния до поверхности ферромагнитного объекта. Датчик содержит стаканообразный корпус 1, выполненный из ферромагнитного материала, внутри которого

2 закреплен цилиндрический сердечник 3 с выступом в центральной части большего диаметра, чем его краевые участки, па которых размещены измерительная и компенсационная катушки 4,5 ипдуктивности. Сердечник 3 и корпус 1 могут быть изготовлены из высоконикелевого пермаллоя, Сердечник выполнен с определенным соотношением длины краевых участков сердечника к диаметру его центральной части, равным 0,8-0,9.

При включении датчика в цепь переменного тока вокруг катушек образуется магнитное поле, воздействующее на объект 6 контроля . В зависимости от расстояния датчика до объекта 6 контроля изменяется индуктивное сопротивление катушки 4, что приводит к разбалансу измерительно-мостовой схемы, сигнал на выходе которой пропорционален измеряемому расстоянию. 1 ил.

1645808

Изобрете|п е относится к измерительной технике и может быть использовано дчя иэмеpеиия расстояния до поверхности объекта, выполненного иэ ферромагни ного материала.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и повышение чувствительности индуктивного датчика за счет соответствующего выбора размеров его конструктивных элементов.

Иа чертеже схематически приведена конструкция бесконтактного индуктив» ного датчика расстояния до поверхности объекта. l5

Датчик содержит стаканообразный ферромагнитный корпус 1, в котором закреплен с помощью оооймы 2 цили дрический ферромагнитный сердечник 3, имеющий крестообразную форму в своем продольном сечении эа счет .того, что в его центральной части имеется выступ, диаметр которого превышает диаметр его краевых участков.

На краевых участках сердечника 3 25 размещены измерительная и компенсацнонная катушки 4 и 5 индуктивности с одинаковым числом витков, включенные, например, в мостовую схему (не показана) для измерения соотношения их 30 индуктивностей ипи индуктивных сопро тивлений, которые зависят от расстояния торцов этих катушек до поверхности ферромагнптного объекта 6 и до дна стаканообразного корпуса соответственно. Отношение длины 1 краевых участков к диаметру d сердечника 3 в его центральной части выбирается из соотношения 0,8-0,9. Это соотношение подобрано экспериментально и имеет огра-40 ничение сверху из соображений предотвращения роста габаритных размеров датчика. Нижний преден этого соотношения ограничен технологическими возможностями намотки катушек в уменьшен-45 ных габаритах для получения заданной чувствительности и увеличением нелинейности градуировочной характеристики. Внутренний объем корпуса датчика может бьггь эагериетизирован, например

50 заполнен компаундом 7 на зпо ;сндной основе.

Индуктивный датчик работает следующим образом, Прн включении датчика в цепь (мост) переменного тока вокруг измерительной и компенсационной катушек 4 и 5 нндуктивности образуется переменное электромагнитное поле. При приближении датчика к ферромагнитному объекту

6 измерения сердечник 3 датчика и этот объект образуют магнитную цепь с воздушным зазором, при изменении которого изменяется индуктивное сопротивление измерительной катушки 4 индуктивности, что приводит к разбалансировке моста и появлению на его выходе сигнала, пропорционального перемещению объекта.

Повышение чувствительности датчика данной конструкции достигается за счет перераспределения магнитного потока с увеличением его концентрации в зоне поверхности контроля, вследствие увеличения диаметра сердечника 3 в его средней части по отношению к диаметру сопряженных с нею идентичных концевых частей сердечника и выбору отношения их длины к диаметру средней части в пределах не более 0,8-0,9.

Датчик характеризуется повышенной чувствительностью к изменению расстояния до поверхности объекта и позволя«т осуществлять контроль поверхностей различной кривизны без переградуировки датчика.

Ф o ;> ë у л а и з о б р е т е н и я

П ес кон т а кт ный индуктивный датчик расстояния до поверхности объекта, содержащий ферромагнитный с т а ка но о бразный корпус, закрепленный в нем к р ес т о об ра э ный в нр одол ь н ом сечении цили ндри ч е с кнн сердечник, им е кщий в центральной части выступ большего диаметра, ч ем диаметр ег о краевых уча с тков, и размещенные на этих уча стках измерительную и компенсационную к атушки и нд ук ти в но с т и, о т л и ч а юшийся т ем, чт о, с целью уме и ьшепия габаритов н повышения ч увс т ви" т ел ь и о с тн, отношение длины краевых участков с ер д еч пи ка к диаметру ег о цен гр ал ь ной ч а с ти выбрано в диапа з он е 0, 8- О 9