Малогабаритный трансформаторный датчик линейных перемещений

Полезная модель относится к области электротехники и приборостроения и может быть использована в схемах управления исполнительных механизмов, в том числе и летательных аппаратов. Датчик цилиндрической формы с замкнутой магнитной системой и малым рабочим зазором, включает в себя корпус с тремя полюсами, внутренний подвижный сердечник и четыре тороидальные полуобмотки, расположенные вне рабочего зазора: две обмотки возбуждения по бокам среднего полюса, и 2 рабочие обмотки по торцам у фланцев. Величина выходного напряжения рабочих обмоток определяется положением подвижного сердечника. При среднем положении сердечника, если обмотки включены по дифференциальной схеме, напряжение минимально, и при перемещении сердечника напряжение пропорционально увеличивается. При переходе сердечника через среднее (нулевое) положение изменяется фаза выходного напряжения.

Полезная модель относится к области электротехники и приборостроения и может быть использована в схемах управления исполнительных механизмов в том числе и летательных аппаратов.

Известны датчики линейных перемещений различных типов, в том числе и трансформаторные (1, 2, 3, 5, 6).

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому техническому решению являются трансформаторные датчики цилиндрической формы (1), состоящие из сплошного магнитомягкого магнитопровода (армко, пермаллой), внутри которого на немагнитном каркасе расположены одна над другой распределенные обмотки: возбуждения и рабочая, состоящие из двух полуобмоток, включенных независимо или по дифференциальной схеме. Внутри обмоток перемещается подвижный сердечник из магнитомягкого материала.

К недостаткам таких датчиков, как и других, выпускаемых промышленностью датчиков переменного тока, относятся сравнительно большие габариты и масса, определяемые большим рабочим зазором и объемом обмоток.

Наиболее актуально это является для датчиков небольших линейных перемещений. Например, датчики с рабочим ходом до 2-3 мм имеют габариты, соизмеримые с габаритами исполнительных механизмов, с которыми они соединяются.

Целью данного технического решения является уменьшение габаритов и массы датчика, повышение надежности и технологичности исполнения. Указанная цель достигается тем, что датчик имеет цилиндрическую, замкнутую магнитную систему с относительно малым рабочим зазором, не требующим наличия большого объема обмоток с рядовой ступенчатой намоткой.

Датчик состоит из корпуса 1 (фиг.), фланцев 2, расположенных по торцам, подвижного сердечника 3, внутри корпуса с фланцами вне рабочего зазора уложены 4 тороидальные секции обмоток: у фланцев рабочие полуобмотки 4, в средней части полуобмотки возбуждения 5.

Точность параметров датчика определяется станочной обработкой деталей магнитной системы (корпуса, фланцев и подвижного сердечника).

Заливка обмоток в корпусе с фланцами эпоксидным составом обеспечивает датчику высокую надежность в различных условиях эксплуатации, в том числе при значительных механических нагрузках.

Датчик работает следующим образом: при среднем положении подвижного сердечника магнитные потоки от полуобмоток возбуждения в правой и левой частях датчика равны и выходные напряжения на рабочих полуобмотках одинаковы, и если они включены по дифференциальной схеме встречно - выходное суммарное напряжение минимально. При перемещении подвижного сердечника в любую из сторон, на выходе появляется напряжение, величина которого пропорциональна перемещению. При переходе сердечника через среднее (нулевое) напряжение меняется фаза выходного напряжения.

Литература

1. Агейкин, Е.Н. Костина, Н.Н. Кузнецова. Датчики систем автоматического контроля и регулирования. - Машиностроение, 1958.

2. С.Н.Колосов. Элементы авиационных автоматических устройств. - Оборонгиз, 1958.

3. Ю.М.Пульер. Индукционные электромеханические элементы вычислительных и дистанционно мерящих систем. - Машиностроение, 1964.

4. А.И.Полухин, Г.М.Марьянов, М.И.Новиков, М.Г.Савченко. Индукционно-динамический датчик перемещения с ассиметричной статической характеристикой. Сборник тезисов и докладов всесезонной научно-технической конференции. - М.: 1976.

5. А.В.Мирютов, О.А.Цыганов. Дифференциально-трансформаторный датчик линейных перемещений. Авторское свидетельство 1317272, зарегистрировано в гос. реестре изобретений СССР 15 февраля 1987 года.

6. О.А.Цыганов, А.В.Мирютов. Дифференциальный трансформаторный датчик линейных перемещений. Авторское свидетельство 1348632, зарегистрировано в гос. реестре изобретений СССР 01 июля 1987 года.

Трансформаторный датчик линейных перемещений, содержащий цилиндрическую магнитную систему с подвижным сердечником, две рабочие обмотки и обмотку возбуждения, отличающийся тем, что рабочие сосредоточенные полуобмотки расположены у фланцев по торцам датчика, а обмотка возбуждения состоит из двух полуобмоток, включенных встречно и уложенных по обе стороны среднего неподвижного сердечника-полюса, образующего с подвижным сердечником относительно малый цилиндрический рабочий зазор.