Магнитомодуляционный индуктивный датчик линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель: расширение функциональных возможностей магнитомодуляционного индуктивного датчика линейных перемещений. Датчик имеет зигзагообразный магнитопровод, выполненный в виде П-образного зигзага, и размещенные на нем три или четыре обмотки переменного тока, предназначенные для включения в мостовую схему измерения переменного тока, а также две или четыре обмотки подмагничивания постоянного тока, которые установлены с возможностью линейного перемещения вдоль параллельных участков зигзагообразного магнитопровода и предназначены для связи с соответствующим объектом контроля. В зависимости от положения каждой из обмоток подмагничивания изменяется индуктивность соответствующей обмотки переменного тока, что приводит к разбалансу мостовой схемы измерения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерений линейных перемещений различных объектов.

Известен магнитомодуляционный датчик линейных перемещений, содержащий трехстержневой магнитопровод, на крайних стержнях которого размещены обмотки переменного тока, а средний стержень выполнен разомкнутым в виде двух удлиненных и параллельных друг другу ферро- магнитных стержней. На одном из этих стержней равномерно намотана обмотка подмагничивания, питаемая постоянным током, а между параллельными стержнями располагается подвижный ферромагнитный сердечник.

В этом датчике поток подмагничивания пропорционален координате подвижного сердечника. При перемещении последнего ток, протекающий по нагрузке, прямо пропорционален величине этого перемещения [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является магнитомодуляционный индуктивный датчик линейных перемещений, содержащий зигзагообразный магнитопровод, размещенные неподвижно на его параллельных боковых участках две сосредоточенные обмотки переменного тока, предназначенные для включения в мостовую схему измерения, и одну обмотку подмагничивания постоянного тока, установ- ленную с возможностью продольного перемещения на прямолинейном участке, расположенном между боковыми участками зигзагообразного магнитопровода [2].

Известный датчик за один цикл измерения позволяет измерить только одно перемещение.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика путем одновременного измерения линейного перемещения другого параллельно расположенного объекта.

Это достигается тем, что магнитомодуляционный индуктивный датчик линейных перемещений, содержащий зигзагообразный магнитопpовод, размещенные неподвижно на его двух параллельных участках две сосредоточенные обмотки переменного тока, предназначенные для включения в мостовую схему измерения, и одну обмотку подмагничивания постоянного тока, установленную с возможностью перемещения вдоль одного из прямолинейных участков зигзагообразного магнитопровода, снабжен сосредоточенными дополнительными обмоткой переменного тока и обмоткой подмагничивания постоянного тока, магнитопровод выполнен в виде П-образного зигзага, на одном из участков которого, параллельном участку с первой обмоткой подмагничивания, размещена дополнительная обмотка подмагничивания, установленная с возможностью линейного перемеще- ния и предназначенная для связи со вторым объектом контроля, а на другом участке магнитопровода, расположенном в той же плоскости, что и участок магнитопровода с одной из обмоток переменного тока, размещена неподвижно дополнительная обмотка переменного тока, предназначенная для включения в мостовую схему измерения. В варианте исполнения датчик снабжен вторым выполненным в виде П-образного зигзага магнитопроводом, двумя дополнитель- ными обмотками постоянного тока и одной дополнительной обмоткой переменного тока, предназначенной для включения в мостовую схему измерения, второй магнито- провод расположен в той же плоскости, что и первый с совмещением хотя бы двух спинок зигзагообразных выступов обоих магнитопроводов, причем другие их зигзагооб- разные выступы образуют единый замкнутый прямоугольный участок, две обмотки переменного тока размещены на соответствующих спинках обоих магнитопроводов, две другие обмотки переменного тока размещены на одной паре параллельных стержней замкнутого прямоугольного участка, а две дополнительные обмотки подмагничивания постоянного тока установлены с возможностью линейного перемещения вдоль второй пары параллельных стержней замкнутого прямоугольного участка обоих магнитопроводов и предназначены для связи с третьим и четвертым объектами контроля соответственно.

На фиг.1 приведена конструктивная схема магнитомодуляционного индуктивного датчика линейных перемещений; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - электрическая схема соединения обмоток датчика; на фиг.4 - конструктивная схема варианта датчика.

Датчик содержит выполненный в виде П-образных зигзагов магнитопровод 1, размещенные на трех боковых его участках неподвижные обмотки 2, 3 и 4 индуктивности, а на двух его средних прямолинейных участках - две подвижные обмотки 5 и 6 подмагничивания, соединенные параллельно и подключенные к источнику со стабильным постоянным током. Обмотки 2, 3 и 4 индуктивности и дополнительная постоянная индуктивность 7 (фиг.3) включены в мостовую схему измерения. Подвижные обмотки 5 и 6 подмагничивания в процессе измерения соединяются с соответствующими объектами (не показаны), перемещение которых измеряется.

Датчик работает следующим образом.

Мостовая схема измерения (фиг.3) сбалансирована при среднем положении подвижных обмоток 5 и 6 (см. фиг.1). При перемещении, например, обмотки 5 вдоль магнитопровода она создает поток, который замыкается через воздушный зазор по обе стороны среднего стержня так, как показано на фиг.1. При перемещении этой обмотки, например, в левую сторону магнитная индукция увеличивается в левой части, а в правой - уменьшается. Это приводит к разбалансу моста. Таким образом, с изменением положения координаты подвижной обмотки пропорционально изменяется напряжение на выходе мостовой схемы измерения датчика.

Аналогично при перемещении второй подвижной обмотки 6 в ту или другую сторону от нейтральной линии магнитопровода датчика напряжение на выходе мостовой схемы также изменяется пропорционально величине перемещения. При одновременном перемещении обеих подвижных обмоток 5 и 6 снимаемое с выходных зажимов датчика напряжение пропорционально алгебраической сумме линейных перемещений двух объектов.

В варианте исполнения (фиг.4) магнитомодуляционный индуктивный датчик снабжен вторым выполненным в виде П-образного зигзага магнитопроводом 8, двумя дополнительными обмотками постоянного тока 9 и 10 и одной дополнительной обмоткой 11 переменного тока, предназначенной для включения в мостовую схему измерения. Второй магнитопровод 8 расположен в той же плоскости, что и первый с совмещением хотя бы двух спинок зигзагообразных выступов обоих магнитопроводов 1 и 8. При этом зигзагообразные выступы этих магнитопроводов образуют единый замкнутый прямоугольный участок. Две обмотки 2 и 4 переменного тока размещены на соответствующих совмещенных спинках обоих магнитопроводов 1 и 8, а две другие обмотки 3 и 11 переменного тока размещены на одной паре параллельных боковых стержней замкнутого прямоугольного участка. Две дополнительные обмотки 9 и 10 подмагничивания постоянного тока установлены с возможностью линейного перемещения вдоль второй пары параллельных стержней замкнутого прямоугольного участка обоих магнитопроводов 1 и 8 и предназначены для связи с третьим и четвертым объектами контроля соответственно (не показаны).

В мостовой измерительной схеме варианта датчика постоянная индуктивность 7 отсутствует, а вместо нее задействована обмотка 11 переменного тока.

Формула изобретения

1. МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий зигзагообразный магнитопровод, размещенные неподвижно на его двух параллельных участках две сосредоточенные обмотки переменного тока, предназначенные для включения в мостовую схему измерения, и одну обмотку подмагничивания постоянного тока, установленную с возможностью перемещения вдоль одного из прямолинейных участков зигзагообразного магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен сосредоточенными дополнительными обмоткой переменного тока и обмоткой подмагничивания постоянного тока, магнитопровод выполнен в виде П-образного зигзага, на одном из участков которого, параллельном участку с первой обмоткой подмагничивания, размещена дополнительная обмотка подмагничивания, установленная с возможностью линейного перемещения и предназначенная для связи с вторым объектом контроля, а на другом участке магнитопровода, расположенном в той же плоскости, что и участок магнитопровода с одной из обмоток переменного тока, размещена неподвижно дополнительная обмотка переменного тока, предназначенная для включения в мостовую схему измерения.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он снабжен вторым выполненным в виде П-образного зигзага магнитопроводом, двумя дополнительными обмотками постоянного тока и одной дополнительной обмоткой переменного тока, предназначенной для включения в мостовую схему измерения, второй магнитопровод расположен в той же плоскости, что и первый, с совмещением хотя бы двух спинок зигзагообразных выступов обоих магнитопроводов, причем другие их зигзагообразные выступы образуют единый замкнутый прямоугольный участок, две обмотки переменного тока размещены на соответствующих совмещенных спинках обоих магнитопроводов, две другие обмотки переменного тока размещены на одной паре параллельных стержней замкнутого прямоугольного участка, а две дополнительные обмотки подмагничивания постоянного тока установлены с возможностью линейного перемещения вдоль второй пары параллельных стержней замкнутого прямоугольного участка обоих магнитопроводов и предназначены для связи с третьим и четвертым объектами контроля соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4