Индуктивный датчик перемещений

 

„„553„„1812420 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ (ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s()s G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21) 4877107/28 линейности функции преобразования ин(22) 21.08.90 дуктивного датчика линейных перемеще(46) 30.04,93, Бюл. ¹ 16 . ний, Этот датчик содержит П-образный (71) Институт спектроскопии АН СССР сердечник, замыкаемый подвижным пла(72) И.Н,Нестерук - . стинчатым якорем. На средней части сер(56) Электрические измерения. Средства и дечникэ размещена катушка методы измерения. I Под редакцией - индуктивности. Дополнительная катушка

Е.Г.Шрамкова, М,: Высшая школа, 1972, с. индуктивности, намотанная на диэлектри77ß .. ческий каркас, расположена между концами

Квартин(У1.И»Электромеханическиеимэг- П-образного сердечника так, что ее ось панитные устройства автоматики. M. Высшая . раллельна оси основной катушки, Вход усишколэ, 1979, с. 82-85, лителя подкл ючен к обмотке (54) ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИКПЕРЕ(У1ЕЩЕ- - дополйительной катушки, а его выход — к

НИЙ первичной обмотке питающего трансфор. матора, вторичная обмотка которого вклю(57) Изобретение относится к измеритель- чена последовательно с основной катушкой ной технике и имеет целью уменьшение не- индуктивности. 2 ил.

Ф

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения неэлектрических величин, в частности для измерения лйнейных перемещений.

Целью изобретения является уменьшение нелинейности функции преобразования индуктивного датчика, На фиг. 1 представлена функциональная схема индуктивного датчика перемещений; на. фиг. 2 — экспериментальные зависимости выходного тока I датчика от перемещения X якоря.

Индуктивный датчик перемещений содержит первую катушку индуктивности, образованную средним участком П-образного сердечника 7 и размещенной на нем обмоткой 2, пластинчатый якорь 3, установленный у свободных торцов 4 и.5 боковых участков сердечника 1 с возможностью перемещения — в в направлении изменения зазора между Q) якорем 3 и упомянутыми торцами 4 и 5 боковых участков сердечника 1, вторую катушку индуктивности, образованную соответствующей обмоткой 6, намоганной на диэлектрический каркас 7, расположенный между боковыми участками сердечника С

1 у их свободных концов так, что оси обмоток 2 и б обеих катушек параллельно, истопник 8 синусоидального напряжения, измеритель 9 тока, усилитель 10 и трансформатор 11. Обмотки 2 и 6 обеих катушек индуктивности включень(согласно. причем начало обмотки 6 подключено к инвертирующему входу 12 усилителя 10, а конец этой обмотки 6 — к его неинвертируюц(ему входу

13, Выход 14 усилителя 10 подключен к началу первичной обмотки 15 трансформатора

1812420

11. Его вторичная обмотка 16 включена в цепь источника 8 напряжения последовательно с обмоткой 2 первой катушки индуктивности, причем конец обмотки 16 соединен с концом обмотки 2, Датчик работает следующим образом.

Г1ри удалении якоря 3 от торцов 4 и 5 боковых участков сердечника 1 магнитный поток Ф1 уменьшается, что приводит к уменьшению величины индуктивности пер-. вой катушки, Одновременно растет магнитная разность потенциалов между свободными концами боковых участков сердечника 1, что приводит к увеличению магнитного потока Ф2, который наводит ЗДС во второй катушке. Зтэ ЭДС, преобразованная усилителем 10 и трансформатором 11, компенсирует ЭДС самоиндукции первой катушки, что эквивалентно уменьшению величины индуктивности этой катушки.

Уменьшение величины индуктивности первой катушки приводит к увеличению тока в ее цепи, который регистрируется измерителем 9 тока. Таким образом, показания измерителя 9 тока отображают перемещение Х якоря 3.

Компенсация величины индуктивности первой катушки путем компенсации ЭДС самоиндукции этой катушки позволила более, чем на порядок снизить нелинейность функции преобразования (см. фиг. 2), Кривая 1 отражает зависимость тока в обмотке

2 первой катушки от перемещения якоря 3 без компенсации, а кривые II, ltl u IV — при наличии компенсации. При этом, в зависимости от коэффициента передачи цепи; обмотка 6 второй катушки — усилитель 10— трансформатор 11, кривая III отражает недостаточность компенсации, кривая И вЂ” ее избыточность, а кривая II — наилучшее приближение к линейной зависимости.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Индуктивный датчик перемещений, содержащий магнитопроводящий П-образный сердечник, размещенный у свободных торцов боковых его участков пластинчатый якорь, установленный с возможностью перемещения в направлении изменения зазора между ним и свободными торцами . боковых участков сердечника, намотанную на средний участок сердечника обмотку, образующую с ним первую катушку индуктивности, и подключенные к ней источник синусоидального напря>кения и измеритель тока, соединенные последовательно, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения нелинейности функции преобразования

20 датчика перемещений, он снабжен второй катушкой индуктивности, образованной второй обмоткой, размещенной на диэлектрическом каркасе, расположенном между боковыми участками сердечника у свободных его концов так, что оси обеих катушек параллельны, а также усилителем и трансформатором, обмотки обеих катушек включены согласно, начало обмотки второй катушки подключено к инвертирующему входу усилителя, а конец — к неинвертирующему, первичная обмотка трансформатора своим началом подсоединенэ к выходу усилителя и концом заземлена, а вторичная включена в цепь источника синусоидально35 ro напряжения последовательно с обмоткой первой катушки индуктивности и своим концом подсоединена к концу обмотки второй катушки индуктивности.

1812420

Составитель В.Богородский

Техред M,Моргентал Корректор С;Юско

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 1569 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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