Магнитомодуляционный измерительный преобразователь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц935796 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву (51)М. Кл. (22)Заявлено 01.08.80 (2l) 2990156/18-21 с присоединением заявки №

6 01 R 19/00

Н 01 F 40/06 государственный коиитет (23) П риоритет (53) УДК 621. 317.

7 (088. 8) во делам изооретений и открытий

Опублнковано1 .06.82. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15. 06. 82

Ю.Г. Почуев, В.Я. Офицеров, В.Е. Лебедев, й.ф. Моисеев и И.Ю. Почуев (72) Авторы изобретения

Подмосковный, научно-исследовательский и проектноконструкторский угольный институт (71) Заявитель (54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ .

Изобретение относится к измеритель ной технике и предназначено для измерения линейных перемещений и постоянного тока.

Известен магнитомодуляционный.из-. мерительный преобразователь, содержащий два концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми размещены измерительная обмотка и выходная обмотка переменного тока, обмотка возбуждения размещена в магнитопроводах (13.

Недостатком такого преобразователя является ограниченный диапазон измерения. Пределы регулирования тока в преобразователе определяются пре. делами изменения магнитной индукции постоянного поля по длине цилиндров.

Зазор между цилиндрами не изменяется, поэтому проводимость воздушного зазора распределена вдоль цилиндров.Это не позволяет получить большого изменения магнитной индукции постоянного

2 поля, создаваемого измерительной об- . моткой, путем перемещения выходной обмотки. Для увеличения пределов регулирования измеряемых токов требуется большая длина цилиндров. Сложность устройства обусловлена также. необходимостью перемещения выходной обмотки и применения дополнительной индуктивности, включаемой в цепь измерительной обмотки для уменьшения наводки ЭДС обмоткой возбужде-, ния.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий подвижный сердечник, два концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода между которыми в концентричесв

Ф кой расточке установлена входная обмотка подмагничивания, в глухой концентрической расточке внутреннего цилиндрического магнитопровода установлена выходная обмотка (2 ).

935796 4

Недостатком данного преобразователя является низкая чувствительность и ограниченный предел измерения.

Цель иэббретения — повышение чувствительности и расширение пределов измерения.

Указанная цель достигается тем, что в магнитомодуляционном измерительном преобразователе, содержащем подвижный сердечник, магнитопровод в виде концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров, входную обмотку, расположенную в концентрической расточке между цилиндрами, и выходную обмотку, расположенную в глухой концентрической расточ1 ке одного из цилиндров, магнитопровод выполнен в виде и пар концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров со своими входными обмотками, расположенными в концентрических расточках между цилиндрами, и выходными обмотками, расположенными в глухих концентрических расточках цилиндров, причем выходная обмотка каждой пары цилиндров через введенный выпрямитель соединена последовательно с входной обмоткой следующей пары цилиндров и выходная обмотка последней пары цилиндров включена в выходную цепь, а каждая пара цилиндров отделена от соседней пары концентрической расточкой и сердечник выполнен в виде концентрически расположенных относительно друг друга ферромагнитных колец, между которыми размещены немагнитные кольца, расположенные против концентрических расточек, разделяющих каждую пару цилиндров.

На фиг. 1 показан предлагаемый преобразователь, общий вид, разрез; на фиг. 2 — схема включения обмоток преобразователя, Магнитомодуляционный измерительный преобразователь содержит магнитопровод 1, который выполнен в виде концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров 2-7.И жду каждыми двумя цилиндрами выполне. ны концентрические расточки, в которых размещены входные обмотки 8, 9 и 10 постоянного тока.

Цилиндры, размещенные с внутренней и внешней сторон каждой входной обмотки, образуют пары, через которые проходят постоянные, магнитные потоки 11, 12 и 13, создаваемые солт ветственно обмотками 8, 9 и 10. Каж45

Таким образом, индуктивность выходной обмотки 17 определяется величиной зазора 19 и токам обмотки 8.

Изменение индуктивности обмотки 17 может происходить кэк путем изменения зазора 19 (при неизменном токе обмотки 8) при измерении перемеще ний, так и за с1 ет изменения тока обмотки 8 (при неизменном зазоре 19) при измерении постоянного тока. d обо их случаях изменение индуктивнос1и обмотки 17 является результатом влияния следующих факторов: изменения пос тп. янного магнитного потока обмотки 8;мно. гоступенчатого (в данном случае двухступенчатого) действия положительной обратной связи.

Диапазон измерения поотоянного то.ка регулируется изменением зазора дая пара цилиндров отделена от соседней пары концентрической расточкой

14. В цилиндрах каждой пары выполнены глухие концентрические расточки, в которых размещены выходные обмотки

l5, 16 и 17 переменного тока. Подвижный сердечник 18 выполнен в виде дис ка и установлен по отношению к магнитопроводу с зазором 19. Сердечник

10 состоит из ферромагнитных колец 20, разделенных между собой немагнитными кольцами 21. Число ферромагнитных колец равно числу цилиндров. Каждое ферромагнитное кольцо расположено против одной пары цилиндров и является участком его магнитной цепи. При таком устройстве постоянные магнитные потоки 11, 12 и 13 замыкаются только через свои ферромагнитные кольца 20.

Выходные обмотки 15, 16 и 17 создают переменные магнитные потоки,магнитные цепи для которых замкнуты соответственно в концентрических цилиндрах 3, 5 и 7. Входная обмотка 8 подключена к источнику постоянного тока, а обмотки 9 и 10 включены через выпрямитель 22 последовательно с входными обмотками 15 и 16.

Величины постоянных токов, проходящих через обмотки 9 и 10, определяются индуктивными сопротивлеяиями соответственно обмоток 15 и 16. С другой стороны, индуктивность обмоток

15 и 16 зависит от постоянных магнит35 ных потоков 11 и 12, создаваемых обмотками 8 и 9. Индуктивность обмотки 17 определяется постоянным магнитным потоком 13.

935796 между сердечником 18 и магнитопроводом 1.

На фиг. 1 показаны три пары ионцентрически расположенных цилиндров с выходной и входной обмотками в каж5 дой паре. Преобразователь может содержать четыре, пять и более в общем случае Р пар цилиндров со своими входными и выходными обмотками.

Преобразователь работает следующим 1о образом.

При измерении перемещений постоян ный ток подается в обмотку 8. На обмотки 15, 16 и 17 подаются переменные напряжения. При заданной величине no- >s стоянного тока, протекающего через обмотку 8, индуктивность обмотки 15 в результате подмагничивания потоком

11 имеет определенное значение. Это значение индуктивного сопротивления посредством выпрямителя 22 определяет величину постоянного тока обмотки

9, создающего постоянный магнитный поток 12. Последний уменьшает индуктивность обмотки 16 до величины, ко-. торая посредством выпрямителя 22 опре. деляет значение тока обмотки 10, создающего поток 13, определяющий индуктивность обмотки 17. Индуктивностью последней определяется величина зазо- эв ра 19 или значение тока через обмотку 8. При перемещении сердечника 18 и уменьшении зазора 19 возросший постоянный поток 11 уменьшает индуктивнОсть ОбмОтки 15, чтО привОДит к пОвышению тока обмотки 9. Возрастание магнитного потока 12 происходит одновременно за счет уменьшения зазора

19 и увеличения тока обмотки 9.

Поток 12 уменьшает индуктивность обмотки 16, повышает ток обмотки 10.

Магнитный поток 13 также увеличивается за счет двух факторов: уменьшения зазора 19 и возрастания тока обмотки

10. Индуктивность обмотки 17 уменьшается, а ток через нее увеличивается.

Увеличение зазора 19 приводит посредством повышения индуктивности обмоток 15 и 16 и уменьшения тока через обмотки 9 и 10 к повышению индуктивности обмотки 17.

При измерении постоянного тока увеличение его через обмотку 8 приводит к возрастанию постоянного магнитного потока 11 и уменьшению индуктив55 ности обмотки 15, что приводит к повышению тока обмотки 9 и возрастанию. постоянного магнитного потока 12.

Поток 12 уменьшает индуктивность обмотки 16 и благодаря этому повышается ток обмотки 10. 0 результате увеличивается постоянный магнитный поток и уменьшается индуктивность обмотки

17, которая и определяет истинную ве.личину тока обмотки 8. При уменьшении тока обмотки 8 индуктивность обмотки 17 возрастает.

В таком преобразователе многоступенчатая положительная обратная связь повышает чувствительность преобразователя к перемещению и расширяет диапазон измерения постоянного тока, Магнитомодуляционный измерительный преобразователь применяется в системе контроля положения агрегата

АБШ-2 в штреке. Регистрация перемещений, измеряемых сотыми долями миллиметра, позволяет измерить углы наклона АБШ-2 в штрек с точностью до

10 мин.

В связи с отсутствием средств для измерения небольших углов наклона машин в шахтных условиях, где к преобразователям предъявляются дополнительные требования искробезопасной мощности, применение такого преобразователя позволяет повысить íà 1015)„ добычу угля за счет недобура скважин.

При проектной производительности

210 т/сут применение системы контроля положения с магнитомодуляционным измерительным преобразователем дает экономический эффект в 45 тыс.руб. в год на один агрегат. формула изобретения

Магнитомодуляционный измеритель-, ный преобразователь, содержащий подвижный сердечник, магнитопровод в виде концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров, входную обмотку, расположенную в концентрической расточке между цилиндрами, и выходную обмотку, расположенную в глухой концентрической расточке одного из цилиндров, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с.целью повышения чувствительности и расширения пределов измерения, магнитопровод выполнен в виде ri пар концентрически расположенных относительно друг друга цилиндров со своими входными обмотками, расположенными в концентрических расточках между цилиндрами, и выходными обмотками, расположенны935796

20 ми в глухих концентрических расточках цилиндров, причем выходная обмотка каждой пары цилиндров через введенный выпрямитель соединена последовательно с входной обмоткой следующей пары цилиндров и выходная обмотка последней пары цилиндров включена в выходную цепь, а каждая пара цилиндров отделена от соседней пары концентрической расточкой и сердечник выполнен в виде п концентрически расположенных относительно друг друга ферромагнитных колец, между которыми ! размещены немагнитные кольца, расположенные против концентрических расточек, разделяющих каждую пару ци5 линдров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1о Ь" 427404, кл. Н 01 F 4400//0066, 22.05.72.

2. Авторское свидетельство СССР

М 509800, кл. G 01 1. 9/10, 03. 12.79.

ВНИИПИ Заказ 4199/44

Тираж 717 Подписное

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