Индуктивный преобразователь перемещений

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал. В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить точность преобразователя и расширить его эксплуатационные возможности, за счет регулировки хода измерительного штока, обеспечивающей возможность плавного регулирования положения якоря относительно катушек индуктивности, и центрирования замыкающей пружины соосно с измерительным штоком. Индуктивный преобразователь перемещений содержит корпус с внутренней цилиндрической поверхностью, направляющее устройство, измерительный шток с наружной цилиндрической поверхностью, выполненный с опорным элементом в виде кольца, якорь с ферромагнитом, жестко связанный с измерительным штоком, катушки индуктивности, расположенные в сердечниках, замыкающую пружину и измерительный наконечник. В корпусе на внутренней цилиндрической его поверхности выполнена резьба и установлен ограничитель хода измерительного штока, например, в виде регулировочной втулки, имеющей упор с выступом и размещенной коаксиально наружной цилиндрической поверхности измерительного штока, на котором выполнены проточки, снабженные запорными кольцами, наружный диаметр которых больше внутреннего диаметра выступа, расположенного между проточками, а между катушками индуктивности и измерительным штоком установлен

опорный элемент в виде стакана, дно которого имеет внутренний диаметр равный наружному диаметру замыкающей пружины, наружная поверхность стакана выполнена цилиндрической, а внутренняя конической, вершина конуса которой ориентирована на дно, при этом замыкающая пружина размещена между опорным элементом в виде стакана и опорным элементом в виде кольца.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал.

Известен индуктивный дифференциальный преобразователь, содержащий корпус, измерительный шток, упругие элементы, связывающие измерительный шток с корпусом, якорь, жестко связанный с измерительным штоком, катушки индуктивности, Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. М.: Машиностроение, 1987. Рис.5. С.348-351.

Этот преобразователь имеет малый диапазон измерений, что снижает его эксплуатационные возможности.

Известен индуктивный датчик размеров, содержащий корпус, направляющие, измерительный шток, якорь с ферромагнитом, жестко связанный с измерительным штоком, катуши индуктивности, SU №1027504 A1, G 01 B 7/00, 1983.07.07.

Известный датчик не имеет ограничителя хода измерительного штока, что снижает его точность.

Известно устройство для измерения линейных перемещений, включающее индуктивный преобразователь, содержащий корпус, направляющие, измерительный шток, якорь, жестко связанный с измерительным штоком, катушки, установленные в сердечниках, RU №2245512 C1, G 01 B 7/00, 2005.01.27.

Индуктивный преобразователь перемещений известного устройства обладает высокой точностью, но он обеспечивает малый диапазон измерений, что снижает возможности широкого его применения.

Известен индуктивный преобразователь перемещений, содержащий корпус, направляющее устройство, измерительный шток, ограничитель хода измерительного штока, якорь с ферромагнитом, жестко связанный с измерительным штоком, катушки индуктивности расположенные в сердечниках, опорные элементы, один из которых связан с корпусом, а другой с измерительным штоком, замыкающую пружину, размещенную между опорными элементами, и измерительный наконечник, Проспект фирмы «TESA» Измерительные системы для обеспечения качества ISO 9001, 2003. С.L-4, L-5.

Известный индуктивный преобразователь перемещений не имеет возможности плавной регулировки положения ограничителя хода измерительного штока, что усложняет установку якоря относительно катушек индуктивности в диапазоне работы преобразователя.

Известен индуктивный преобразователь перемещений, содержащий корпус с внутренней цилиндрической поверхностью, направляющее устройство, измерительный шток с наружной цилиндрической поверхностью, выполненный с опорным элементом в виде кольца, якорь с ферромагнитом, жестко связанный с измерительным штоком, катушки индуктивности, расположенные в сердечниках, замыкающую пружину и измерительный наконечник, RU №2005123895, решение о выдаче патента РФ на полезную модель от 29.09.05.

Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.

Однако оно обладает недостатками.

В известном устройстве прототипа ограничение хода измерительного штока в одну сторону обеспечивает защитная манжета, а в другую - величина сжатия замыкающей пружины, ход измерительного штока не регулируется, что усложняет установку якоря относительно катушек индуктивности в диапазоне работы преобразователя. Несимметричность в установке и работе якоря с ферромагнитом в диапазоне перемещений измерительного штока снижает точность устройства.

Кроме того, в известном преобразователе отсутствует механизм центрирования замыкающей пружины соосно с измерительным штоком, что приводит к несимметричным нагрузкам на измерительный шток в процессе его перемещений, это снижает точность работы направляющего устройства и всего преобразователя.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить точность преобразователя и расширить его эксплуатационные возможности, за счет регулировки хода измерительного штока, обеспечивающей возможность плавного регулирования положения якоря относительно катушек индуктивности, и центрирования замыкающей пружины соосно с измерительным штоком.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что индуктивный преобразователь перемещений содержит корпус с внутренней цилиндрической поверхностью, направляющее устройство, измерительный шток с наружной цилиндрической поверхностью, выполненный с опорным элементом в виде кольца,

якорь с ферромагнитом, жестко связанный с измерительным штоком, катушки индуктивности, расположенные в сердечниках, замыкающую пружину и измерительный наконечник.

В корпусе на внутренней цилиндрической его поверхности выполнена резьба и установлен ограничитель хода измерительного штока, например, в виде регулировочной втулки, имеющей упор с выступом и размещенной коаксиально наружной цилиндрической поверхности измерительного штока, на котором выполнены проточки, снабженные запорными кольцами, наружный диаметр которых больше внутреннего диаметра выступа, расположенного между проточками, а между катушками индуктивности и измерительным штоком установлен опорный элемент в виде стакана, дно которого имеет внутренний диаметр равный наружному диаметру замыкающей пружины, наружная поверхность стакана выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической, вершина конуса которой ориентирована на дно, при этом замыкающая пружина размещена между опорным элементом в виде стакана и опорным элементом в виде кольца.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 индуктивный преобразователь перемещений в разрезе;

на фиг.2 - узел А фиг.1;

на фиг.3 - узел Б фиг.1.

Индуктивный преобразователь перемещений содержит:

Корпус 1,

- внутреннюю цилиндрическую поверхность (в корпусе 1) 2,

- резьбу (на корпусе 1) 3.

Направляющее устройство (в корпусе 1) 4,

- сепаратор (направляющего устройства 4) 5,

- шарики (в сепараторе 5) 6.

Измерительный шток (в направляющем устройстве 4) 7,

- наружную цилиндрическую поверхность (измерительного штока 7) 8,

- проточки (на измерительном штоке 7) 9,

- запорные кольца (в проточках 9) 10.

- измерительный наконечник (на измерительном штоке 7) 11.

Упругую защитную манжету (между корпусом 1 и измерительным штоком 7) 12.

Ограничитель хода в виде регулировочной втулки (на резьбе 3 корпуса 1) 13,

- упор с выступом (на регулировочной втулке 13) 14.

Опорный элемент в виде кольца (на измерительном штоке 7) 15.

Опорный элемент в виде стакана (в корпусе 1) 16,

- дно (стакана 16) 17,

- наружную поверхность - цилиндрическую (стакана 16) 18,

- внутреннюю поверхность - коническую (стакана 16) 19.

Якорь с ферромагнитом 20,

- катушку индуктивности (в корпусе 1) 21,

- сердечник (катушки индуктивности 21) 22,

- катушку индуктивности (в корпусе 1) 23,

- сердечник (катушки индуктивности 23) 24.

Замыкающую пружину 25.

Индуктивный преобразователь перемещений содержит корпус 1, направляющее устройство 4 с измерительным штоком 7, якорь с ферромагнитом 20 соосно закрепленный с измерительным штоком 7 и катушки индуктивности 21 и 23, которые расположены в сердечниках 22 и 24, соответственно.

Корпус 1 имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность 2 и резьбу 3.

Направляющее устройство 4 включает сепаратор 5 с шариками 6. В направляющем устройстве 4 размещен измерительный шток 7 с наружной цилиндрической поверхностью 8. Шарики 6 взаимодействуют с наружной цилиндрической поверхностью 8 измерительного штока 7 и внутренней цилиндрической поверхностью 2 корпуса 1. В измерительном штоке 7 выполнены проточки 9, снабженные запорными кольцами 10.

Устройство включает ограничитель хода измерительного штока 7, выполненный в виде регулировочной втулки 13, установленной в корпусе 1, например, посредством резьбы 3. Регулировочная втулка 13 размещена коаксиально наружной цилиндрической поверхности 8 измерительного штока 7. Регулировочная втулка 13 имеет упор с выступом 14, который расположен между запорными кольцами 10, размещенными в проточках 9. Наружный диаметр запорных колец 10 больше внутреннего диаметра выступа упора 14, расположенного между проточками 9.

Измерительный шток 7 снабжен измерительным наконечником 11 и сопряжен с замыкающей пружиной 25. Замыкающая пружина 25 размещена между опорным элементом в виде кольца 15 и опорным элементом в виде стакана 16, при этом пружина 25 установлена во

внутрь стакана 16, внутренняя поверхность 19 которого выполнена конической, соосно с осью устройства и взаимодействует с дном 17, на которое ориентирована вершина конуса этой внутренней поверхности 19, что обеспечивает центрирование пружины 25 относительно измерительного штока 7 и прижим измерительного наконечника 11 к измеряемой детали.

Между корпусом 1 и измерительным штоком 7 размещена упругая защитная манжета 12, защищающая направляющее устройство 4 от загрязнения.

Индуктивный преобразователь перемещений осуществляет измерения следующим образом

Индуктивный преобразователь крепят в стандартных стойках за наружную поверхность корпуса 1.

Измерительный шток 7 перемещают относительно корпуса 1, при этом, перемещение якоря 20 приводит к изменению индуктивности катушек 21 и 23 индуктивного преобразователя и далее в изменение электрического сигнала. Пропорциональный перемещению измерительного штока 7 с якорем 20 электрический сигнал поступает в устройство регистрации (не показано), где производится его обработка и выдача результата измерений перемещений.

Выполнение опорного элемента в виде стакана 16 и размещение пружины 25 во внутрь его, внутренняя поверхность 19 которого выполнена конической и взаимодействует с дном 17, на котором расположена вершина конуса. Внутренний диаметр дна 17 равен наружному диаметру замыкающей пружины 25, что обеспечивает соосное размещение замыкающей пружины 25 относительно измерительного штока 3, обеспечивая симметричное распределение нагрузок на измерительный шток 7 в процессе его

перемещений, это повышает точность работы направляющего устройства и всего преобразователя.

Выполнение кольцевых проточек 9 на измерительном штоке 7, в которых установлены запорные кольца 10, обеспечивает пределы перемещения измерительного штока 7.

Выполнение регулировочной втулки 13 с упором 14, выступ которого расположен между проточками 9, а запорного кольца 10 с наружным диаметром большим диаметра измерительного штока 7 и внутреннего диаметра выступа упора 14, гарантирует ограничение хода измерительного штока 7, обеспечивая точность преобразователя.

Выполнение соединения регулировочной втулки 13 с корпусом 1, например, посредством резьбы 3, обеспечивает вращение регулировочной втулки 13 и упора с выступом 14, а значит и плавную регулировку положения ограничителя хода измерительного штока 7, что упрощает в преобразователе установку якоря 20 относительно катушек индуктивности 21 и 23 в диапазоне работы преобразователя. Это обеспечивает симметричность в установке и работе элементов якоря 20 в диапазоне перемещений измерительного штока 7, что повышает точность преобразователя без его разборки.

Предложенный индуктивный преобразователь перемещений изготовлен промышленным способом на заводе «ИЗМЕРОН», что подтверждают испытания опытной партии, и это обуславливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».

Индуктивный преобразователь перемещений, содержащий корпус с внутренней цилиндрической поверхностью, направляющее устройство, измерительный шток с наружной цилиндрической поверхностью, выполненный с опорным элементом в виде кольца, якорь с ферромагнитом, жестко связанный с измерительным штоком, катушки индуктивности, расположенные в сердечниках, замыкающую пружину и измерительный наконечник, отличающийся тем, что в корпусе на внутренней цилиндрической его поверхности выполнена резьба и установлен ограничитель хода измерительного штока, например, в виде регулировочной втулки, имеющей упор с выступом и размещенной коаксиально наружной цилиндрической поверхности измерительного штока, на котором выполнены проточки, снабженные запорными кольцами, наружный диаметр которых больше внутреннего диаметра выступа, расположенного между проточками, а между катушками индуктивности и измерительным штоком установлен опорный элемент в виде стакана, дно которого имеет внутренний диаметр равный наружному диаметру замыкающей пружины, наружная поверхность стакана выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической, вершина конуса которой ориентирована на дно, при этом замыкающая пружина размещена между опорным элементом в виде стакана и опорным элементом в виде кольца.