Устройство для измерения перемещений

 

и

ОП ИГРАНИ Е

ИЗСБРЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!! ц 694766

Союз Советских

Социалистических

Республик

® (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 09.01.78 (21) 2566335 18-28 с присоединением заявки Ле— (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.79. Бюллетень ¹ 40 (45) Дата опубликования описания 30.10.79 (51) М. Кл.2

G 01В 7/00

Государственный комитет (53) УДК 621 317.39:

: 531.71:

: 531.14 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Б. Я. Гринштейн и M. П. Соболев

Бюро взаимозаменяемости в металлообрабатывающей промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к информационно-измерительным система vl для измерения различных физических величин, например линейных перемещений, электрическими методами.

Известно устройство для измерения перемещений, содержащее индуктивный преобразователь и снабженное средствами для компенсации температурных изменений, а также изменений питающего напряжения и

его частоты (11.

Однако это устройство имеет ограниченный диапазон перемещений вследствие llcлинейности выходной характеристики.

Наиболее близким к изобретсшио является устройство для измерения перемещений, содержащее источник питания переменного тока, преобразователь перемещения, включающий в себя согласно соединенные рабочую и компенсационную обмотки, подключенные к выходу источника питания, сердечник и усилитель, подключенный входом к точке соединения рабочей и компенсационной обмоток (2). Подвижный якорь преобразователя перемещений (индуктивного типа) выполнен в виде ферромагнитной пластины, размещенной со стороны открытого торца сердечника, где размещена рабочая обмотка, и отделенной от 30 него переменных! воздушным зазором. Недостатком известного устройства является нелинейность выходной характеристики, обусловленная непостоянством чувствительности преобразователя.

Целью изобретения является повышение линейности выходной характеристики.

Для этого предлагаемое устройство снаб>ксно источником опорного напряжения той жс частоть1, что и частота источника питания, подключенным к другому входу усилителя, и размещенной иа подвижном сердс ищкс дополнительной обмоткой, индуктивно связанной с рабочей обмоткой преобразователя и подключенной к трстьсму Входу усилителя.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема устройства; иа фиг. 2 — электрическая схема.

Устройство содержит рабочую обмотку 1 и компенсационную обмотку 2, которые установлены соответствснно в ферромагнитных сердечниках 3 и 4 броневого типа. Сердечник 3 своим открытым торцом обращен к переменному воздушному зазору 6, отдсляюи1см его оТ подвижного яl оря, Выполненного в виде подвижного ферромагнитного ссрдечника 5 броневого типа с дополнительной обмоткой 6.

694766

Между закрытым торцом сердечника 3 и открытым торцом сердечника 4 размещена диэлектрическая прокладка 7, толщина бо которой определяется из условий обеспечения необходимой чувствительности и линейности преобразования.

Компенсационная обмотка 2 преобразователя служит для компенсации температурных изменений, изменений ппта1ощсго напряжения и его частоты. 10

Обмотки 1, 2 и 6 включены в электрпчсску ю измерительную схему (см. фиг. 2), питание которой осуществляется от источников 8 н 9 питания переменного тока. Вывод точки соединения 10 рабочей обмотки 1 и компенсационной обмот1и 2 подключен к первому входу 11 усилителя 12. K входу 13 усилителя подключена дополнительная обмотка б, а к входу 14 — источник 15 опорного напряжения, компенсирующий начальное напряжение, возникающее в дополнительной обмотке прп установке начал:.ного зазора между" сердечниками 3 и 5.

Устройство работает следующим образом. э, Подключенные к источнику шг1ання переменного тока обмотки 1 и 2 преобразователя создают магнитные потоки, проходящие через сердечники магннтопровода, переменный воздушный зазор б и постоянный зазор бо, образованныи прокладкой. При перемещении подвижного сердечника 5 якоря преобразователя изменяется длина переменного воздушного зазора б, вследствие чего изменяется коэффициент взапмопндуктпвной связи между обмотками 1 и 6 преобразователя, а следовательно изменяется и индуктивное сопротивление этих обмоток в зависимости от величины 6.

Поскольку напряжение U„« на дополнительной обмотке является функцией не только напряжения U,q на рабочей обмотке (за с1ет трансформаторной связи между Н1::мн), но и величины переменного воздушного зазора б (за счет изменения коэффициента

15 взаимной индукции), т. е.

U „= /(У,II С), у г 1доп „у + дои д... ( доп —, раб раб д

"О

1о суммирование напряжения на этой обмотке с напряжением на рабочей обмотке (путем подачи обоих напряжений на входы усилителя) позволяет исправить нелинейность характеристики преобразователя, расширить диапазон размеряемых перемещений и увеличить уровень выходных сигналов путем подбора соответствующего. числа витков дополнительной обмотки.

Поскольку смещение подвижного серде гника 5 в ту или иную сторону относительно начального положения вызывает изменение фазы результирующего сигнала на выходе усилителя на 180, огшсываемое устройство при использовании фазочувствительного детектор а мохкет иметь р азнополярный выход.

Использование в описываемом устройстве источника опорного напряжения той же частоты, что и частота источника питания, подключенного к второму входу усилителя, II размещенной на подвижном сердечнике дополнительной обмотки, трапсформаторно связанной с рабочей обмоткой преобразователя и подключенной к третьему входу усилителя, позволяет скомпенсировать нелинейность выходной характеристики и расширить диапазон измеряемых перемещений.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее источник питания перемегп1огo тока, преобразователь перемещения, включающий в себя согласно соединенные рабочую и компенсационную обмотки, подключенные к выходу источника питания, сердечник и усилитель, подключенный входом к точке соединения раоочей и компенсационной обмоток, отличающееся тем, что, с целью повышения линейности выходной характеристики, оно снабжено источником опорного напряжения той же частоты, что и частота источника питания, подключенным к другому входу усилителя, и размещенной на подвижном сердечнике дополнительной обмоткой, пндуктивно связанной с рабочей обмоткой преобразователя и подключенной к третьему входу усилителя.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Акцептованная заявка Великобритании

No 1261393, G 01N, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Х2 591695, кл. G 08С 9/04, 1976 (прототип).

694766 азиз. /

Щг. 2

Редактор О. Юркова

Заказ 2505/13 Изд. № 643 Тираж 858 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель С. Скрыпник

Техред А. Камышникова

Корректоры: Е. Осипова и Л. Орлова