Преобразователь линейных перемещений вращающегося вала в электрический сигнал

 

ОИИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о11963035 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 03.02.81 (21) 3243264/18-24 с присоединением заявки ¹â€” ,(23) Приоритет—

Опубликовано 30.09. 82. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 30. 09.82

1$g) М Кп 3

G 08 С 9/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н.A ° Ахраров u P.Þ. Юсупов и (71) заявители (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

СИГНАЛ, Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений, а именно к пре образователям линейных перемещений вращающегося вала в электрический сигнал.

Известны преобразователи линейных перемещений валов турбоагрегатов в электрический сигнал, содержащие вихретоковые или пьезоэлектрические датчики, расположенные вдоль вращающихся валов, и контрольно-сигнальную аппаратуру (1).

Недостатки преобразователей связаны с трудностями их установки вблизи валов, с чувствительностью их к электромагнитным помехам.

Йаиболее блйИ км по технической сущности к предлагаемому является преобразователь линейных перемещений вращающегося вала,.содержащий ферромагнитный кольцевой якорь, связанный с валом, и Ш-образный магнитопровод, на котором расположены измерительные обмотки и секции обмотки возбужде-., ния 12).

Однако преобразователь линейных перемещений вала в электрический сигнал имеет низкую точность при измерении, обусловленную наличием потоков рассеяния, создаваемых в обмотках, кроме трго, устройство не может работать от источника постоянного

5 тока при отсутствии источника переменного тока.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается эа счет того, что в преобразователь линейных перемещений вращающегося вала в электрический сигнал, содержащий Ш-образный магнитопровод, на крайних стержнях которого расположены секции обмотки возбуждения, и ферромагнитный кольцевой якорь, связанный с вращающимся валом, введен элемент Холла, расположенный на торце центрального стержня Ш-образного магнитопровода, торцы крайних стержней которого выполнены скошенными, концы ферромагнитного кольцевого якоря выполнены конусообразными.

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого устройства;, на фиг.2 — схема включения элемента Холла.

Преобразователь содержит Ш-образный магнитопровод 1, на среднем стержне которого в качестве нуль-индикатора расположен элемент 2 Холла на крайних стержнях, концы которых скошены, расположены секции обмот-. ки 3 возбуждения, которые соединены между собой так, что их магнитные по токи в среднем стержне направлены встречно и ферромагнитный кольцевой якорь 4, выполненный в форме кольца насаженный на вращающийся вал 5 через диэлектрик.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии вращающийся якорь 4 расположен симметрично стерж ню магнитопровода 1, т.е. воздушные зазоры д и d равны между собой.

Ввиду встречного включения обмоток возбужденйя, создаваелие ими магнитные потоки Фл и Фп равны. В этом случае разностный магнитный поток

;д Ф равен нулю.

Когда аФ = О, на выходе элемента 2 Холла, питаемого от источника постоянного тока, сигнал отсутству9б 3035 4 тде К 1„ „ — коэффициент преобразова»; ния элемента Холла; 5 — площадь воздушного за% зора, где расположен с элеме нт Холл а .

5 Полярность выходного сигнала меняется с изменением направления пере мещения якоря.

Питание устройства возможно не только от источника постоянного тока|, но и переменного тока. При этом на обмотку возбуждения подается переменный ток и на выходе элемента Холла появляется сигнал дЕ

В качестве вращающегося объекта, связанного с валом, применяется материал как с магнитными, так и с немагнитными свойствами.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого преобразователя рбусловлена его .техническими преимуществами.

О.

2 Ь0 ,дФ = Д % „— у —, Н 35 где I> 5(ll — ампер-витки обмотки возбуждения; д — текущая величина зазора, возникающая при перемещении валау 4О

К-. — коэффициент, характеризующий величину начального зазора.

Благодаря разностному магнитному потоку ЬФ на выходе элемента 2 Хол-45 ла, появляется сигнал аЕ, определяемый из выражения

hE = KI

Хел S

Х ж! щэ2д(Ч, ы Xl

;МОЛ: S К 2х и ет," т.е. Ье

При перемещении якоря 4 влево

25 или вправо между крайними стержнями магнитопровода 1 воздушные зазоры

Д и d изменяются и соответственно изменяются и магнитные потоки Ф* и

Ф„, в результате чего раэностный маг-З-О нитный поток дФ изменился на величину

Формула изобретения

Преобразователь линейных перемеа щений вращающегося вала в электрический сигнал, содержащий Ш-образный магнитопровод, на крайних стержнях ,которого расположены секции обмотки возбуждения, и ферромагнитный кольцевой якорь, связанный с вращакщимся валом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введен элемент Холла, расположенный на торце центрального стержня Ш-образного магнитопровода, торцы крайних стержней которого выполнейы скошенными, концы ферромм нитного кольцевого яко.ря выполнены конусообразными.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочник под ред. Клюева В.В. кн.2, "Naшиностроение", 1978, с. 90-93 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 486341, кл. G 08 С 9, 04, 1974 (прототип).

Составитель Е. Бударина

Редактор Т. Лопатина Техред А.Бабинец Корректор Н. Король .Заказ 7521/74 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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