Устройство для измерения линейных перемещений

 

Союз Соаетскнх

Соцналнстнчеснни

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130178 (21) 2584817/18-28 (5 1 ) M. Кл.

G 01 8 7/00

G 01 0 25/22 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комнтет

СССР во делам нзобретенкй и открытнй

Опубликовано 150780.Бюллетень ¹ 26 (5З) 4К 621. 317. 39 ° .531.14(088.8) Дата опубликованияописаиия t 80780 (72) Авторы изобретения

В.К. Чертыковцев и Г.Н. Яговкин (71) Заявитель

Куйбышевский политехнический институт имени В.В. Куйбышева (54) УСТРОЙстВО дЛЯ иЗмеРЕНИЯ ЛИнЕЯНЬ1Х

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть .использовано, в частности для измерения линейных перемещений s различных системах автоматического контроля и регулирования.

Известны устройства для измерения перемещений, содержащие индуктивные или трансформаторные преобразователи перемещения (1) . l0

Недостатком их является невысокая линейность характеристики преобразования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройст- 15 во для измерения линейных перемещений, содержащее дифференциальный трансформаторный преобразователь перемещения с переменным зазором и сопротивление нагЬуэки $2) . 20

К первичной обмотке преобразователя подключен источник питания переменного тока. Принцип действия устройства основан на изменении величины

ЭДС, индуктируемой во вторичных обмотках преобразователя при перемещениях его подвижной части, связываемой с контролируемым объектом, относительно неподвижной части, т.е. при изменении сопротивления воздушного 30 зазора, отделяющего подвижную и неподвчжную части преобразователя.

Недостатком известного устройства является нелинейность его выходной характеристики, а также невысокая чувствительность.

Целью изобретения является повышение чувствительности и линейности выходной характеристики.

Для достижения цели известное устройство снабжено двумя транзисторами, вторичные обмотки трансформаторного преобразователя подключены к эмиттер-коллекторным переходам этих транзисторов, сопротивление нагрузки включено между их эмнттерными электродами, а базовый электрод каждого транзистора присоединен через резистор к змиттерному электроду другог- транзистора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, на фнг. 2— временные диаграммы, иллюстрирующие изменение напряжения на сопротивлении нагрузки 0ян = f(t), изменение падения напряжения U „ „ = f(t) на змиттер-коллекторном переходе одного из транзисторов и изменение падения напряжения 0эвт = f(t) на эмиттер-ба6 зовом переходе того же транзистора

748123

2О

Формула изобретения (крнвые "а", "Ь", "с" соответствуют б; О, d<= dz и К„= max) ; на фиг. 3 приведены выходные характеристики устройства при различных значениях сопротивлений резисторов Кл и К в базовых цепях транзисторов". кривая 1 — R = R = 0 кривая 2 - R л 2 > л

R = 0,5 к., кривая 3 — Кл = R =

1,5 к., кривая 4 — R R †. 5 к.

Устройство содержит трансформаторный преобразователь перемещения, первичная обмотка W„ которого подключена к источнику напряжения Ел перемен- ного тока, а вторичные обмотки W< и W — к эмиттер-коллекторным nepexo l дам транзисторов Тл и Т . Между эмиттерными электродами этих транзисторов включено сопротивление R „ нагрузки, а в базовые цепи включенй резисторы Кл и R<, с помощью которых регулируется глубина обратной связи между цепью нагрузки и базовой цепью транзисторов.

Устройство работает следующим образом.

В одном .из крайних положений подвижной части трансформаторного преобразователя перемещений при минимальном воздушном зазоре, например, при d = О и максимальном воздушном зазоре с = max (фиг. 1), ЭДС, наводимая в обмотке W будет максималь2

3 .ная, а ЭДС, наводимая в обмотке М будет минимальная. В результате, ток, протекающий через сопротивление Кн нагрузки будет определяться, главным образом, током открытого транзистора Тл (фиг. 2, кривые "а"), который в течение одного полуперисда питающего напряжения — открыт, а в течение другого пслупериода — закрыт.

При этом открыт транзистор Т>, но его ток мал. Таким образом, при указанном положении подвижной части ток в сопротивлении R нагрузки будет протекать от точкй А к точке В, создавая на этом сопротивлении падение напряжения Оя„ одного знака.

В другом крайнем положении подвижной части трансформаторного преобразователя перемещений, а именно, при

8 = maх и с — О ЭДС, наводимая в обмотке W, преобразователя, сказывается мийимальнсй, а ЭДС, наводимая в обмотке W — максимальной. В реI зультате, ток в сопротивлении R > нагрузки будет определяться, в основном, током открытого транзистора Т а протекает в течение ссстветствующегс полупериода питающего напряжения от точки В к точке А, создавая на нем падение напряжения UR другого знака (фиг. 2, кривые "с"). Очевидно, что.ток, протекающий в периоды открытого состояния транзистора Тл мал и не оказывает, практически, Йлияния на результирующее падение напряжения на сопротивлении нагрузки.

В среднем положении, т.е. при равенстве всздушных зазоров Дл б, ЭДС, наводимые в обмотках W и W,, равны и токи, протекающие через сопротивление К н нагрузки в соответствующие полупериоды питающего напряжения, также равны, но -направлены в противоположные стороны. В результате, среднее значение тока в сопротивлении К ы нагрузки, а, следовательно, и О,„= О (фиг. 2, кривые "Ь").

При изменении величины сопротивле.— ния резисторов КЛ и R> в базовых цепях транзисторов осуществляется регулирование глубины обратной связи между цепью нагрузки и базовыми цепями этих транзисторов, благодаря чему изменяются угол наклона, определяющий чувствительность, и линейность выходной характеристики устройства (фиг.3).

При определенных значениях этих сопротивлений нелинейность выходной характеристики трансформаторного преобразователя может быть полностью скомпенсирована (фиг. 3, кривая 3).

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее дифференциальный трансформаторный преобразователь перемещения с переменным зазором и сопротивление нагрузки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и линейности выходной характеристики, устройство снабжено двумя транзисторами, вторичные обмотки трансформаторного преобразователя подключены к эмиттер-коллектсрным переходам этих транзисторов, сопротивление нагрузки включено между их эмиттерными электродами, а базовый электрод каждого транзистора присоединен через резистор к эмиттерному электроду другого транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 340891, кл. G 01 0 5/22, 1972.

2. Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования, Справочные материалы, N., "Машиностроение", 1965, с, 131 (прототип).

748123

Рие. 1 г, О, -г, Заказ 4219/26

Тираж 801 Подпнсное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Скрыпник

Редактор Е. Зубиетова Техред A. Щепанская Корректор Ю. Макаренко