Индуктивный датчик линейной скорости

Авторы патента:

Полезная модель относится к области измерительной техники, а именно к области измерения линейной скорости перемещения якоря или исполнительного органа электромагнитного привода.

Задачей изобретения является повышение эффективности и точности функционирования индуктивного датчика линейной скорости в условиях действия внешних магнитных полей.

Технический результат достигается с помощью индуктивного датчика линейной скорости, состоящего из трубчатого каркаса, выполненного из немагнитного материала, двух измерительных катушек, цилиндрического постоянного магнита и стального корпуса, так же выполняющего роль магнитопровода. Измерительные катушки последовательно вплотную друг за другом намотаны на немагнитном трубчатом каркасе и соединены встречно.

Известен датчик линейной скорости и ускорения (Патент РФ 2131127 G01P 3/50 27.05.1999 г.), содержащий магнитную систему, состоящую из постоянного магнита и магнитопровода, две катушки индуктивности, установленные коаксиально на стержне магнитопровода, одна из которых имеет возможность линейного перемещения в воздушном зазоре магнитной системы, а вторая неподвижно укреплена на стержне магнитопровода. Существенными признаками датчика является то, что он снабжен дополнительной магнитной системой в виде постоянного магнита, одноименные полюса которой направлены встречно полюсам основной магнитной системы, и двумя дополнительными катушками индуктивности, а магнитопровод снабжен дополнительным стержнем, на котором неподвижно укреплена одна из дополнительных катушек индуктивности, другая дополнительная катушка индуктивности имеет возможность перемещения в воздушном зазоре дополнительной магнитной системы, при этом неподвижные катушки индуктивности дифференциально соединены, а катушки индуктивности, имеющие возможность перемещения в зазорах соответствующих магнитных систем, включены дифференциально.

Недостатками данного датчика линейной скорости является сложность конструкции датчика и его низкая надежность, особенно при измерении высоких скоростей, из-за наличия в конструкции подвижных катушек индуктивности.

Известен индукционный датчик скорости линейного перемещения (Патент РФ 2271544 G01P 3/50 (2006.01) 10.03.2006), содержащий магниты, являющиеся полюсными наконечниками, измерительные обмотки и сердечник, связанный с испытуемым объектом. Существенными признаками датчика является то, что он состоит из катушки, содержащей каркас, изготовленный из немагнитного электроизоляционного материала, например пресс-материала, в котором выполнены две выточки, заполняемые обмотками, и, перпендикулярно оси каркаса отверстиями между выточками, в которых размещены радиально одноименными полюсами, например южными S, к оси датчика, магниты, сердечника, свободно перемещающегося вдоль оси катушки, изготовленного из материала с высокой магнитной проницаемостью, например из пермалоя, и кольцевого магнитопровода, являющегося корпусом датчика. Обмотки датчика соединены последовательно для сложения наводимых ЭДС обеих обмоток для обеспечения соотношения уровней полезного сигнала и помех и герметизированы (залиты герметиком) для обеспечения долговечности при интенсивной работе в различных условиях применения. Так же поверх измерительных обмоток намотана в один ряд экранирующая обмотка.

Недостатками данного датчика линейной скорости является отсутствие возможности произведения измерений в условиях действия внешних магнитных полей.

Технический результат полезной модели заключается в повышении соотношения уровней полезного сигнала и шума индуктивного датчика линейной скорости при исключении действия помех, создаваемых внешними магнитными полями.

На фиг.1 представлен главный вид и вид сбоку индуктивного датчика линейной скорости.

Индуктивный датчик линейной скорости, состоит из двух измерительных катушек 1 и 2, трубчатого каркаса 3, выполненного из немагнитного материала, цилиндрического постоянного магнита 5 и стального корпуса 4, так же выполняющего роль магнитопровода, причем измерительные катушки 1 и 2 намотаны последовательно вплотную друг за другом и включены встречно.

Индуктивный датчик линейной скорости работает следующим образом. В состоянии покоя цилиндрический постоянный магнит 5 должен располагается между измерительными катушками 1 и 2 так, чтобы катушки 1 и 2 охватывали ровно по половине его длины. Длина постоянного магнита 5 и катушек 1 и 2 выбирается так, чтобы линии магнитной индукции, выходящие из южного полюса постоянного магнита 5, по всему пути его перемещения пересекали только одну катушку, а северного полюса другую. При этом измерительные катушки 1 и 2 включены встречно, чтобы ЭДС индукции, возникающие в измерительных катушках 1 и 2 при перемещении постоянного магнита 5, связанного с объектом, складывались, а ЭДС создаваемые внешними магнитными полями вычитались. Таким образом значительно повышается уровень полезного сигнала при снижении уровня шума. Это так же позволяет применять датчик для измерения скорости якоря или исполнительного органа электромагнитных приводов, которые могут создавать сильные магнитные поля, негативно влияющие на характеристики датчика.

Индуктивный датчик линейной скорости, состоящий из двух измерительных катушек, трубчатого каркаса, выполненного из немагнитного материала, цилиндрического постоянного магнита и стального корпуса, отличающийся тем, что измерительные катушки намотаны последовательно вплотную друг за другом и соединены встречно.