Устройство для контроля линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность устройства для измерения линейных перемещений и уменьшить его обратное воздействие на объекты контроля. Устройство для измерения линейных перемещений содержит два установленных с зазором, Ш-образнь х сердечника 1 с обмотками 2. В зазоре сердечников установлен на упругой подвеске пластинчатый ферромагнитный якорь 6 с размещенным на нем инерционным элементом 7, положение которого вдоль поверхности якоря может быть изменено. Якорь выполнен с собственной частотой, вдвое превышающей номинальную частоту источника 3 питания, частота которого регулируется в пределах 10-15% от номинального уровня. При изменении положения якоря в зазоре между сердечниками 1 под действием перемещающегося объекта контроля , связываемого в процессе измерения или с сердечниками 1, или с инерционным элементом 7 на якоре, возникают вибрационные колебания якоря, приводящие к разбалансу мостовой схемы измерения, в которую включены обмотки 2 устройства. Благодаря эффекту параметрического усиления сигнала на этих обмотках увеличивается чувствительность устройства к перемещениям объекта. Инерционный элемент 7, поглощающий вибрационные колебания якоря, уменьшает его обратное воздействие на объект контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ю сл со ю о О5 сл /////

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„1320651 (Я) 4 G 01 В 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3847294/25-28 (22) 28.01.85 (46) 30.06.87. Бюл. ¹ 24 (71) Харьковский авиационный институт им. Н. Е. Жуковского (72) А. H. Бутенко, М. Г. Колендовский и А. Л. Серюгин (53) 621.317.39:571.71 (088.8) (56) Агейкин Д..И. и др. Датчики контроля и регулирования. М.: Машиностроение, 1965.

Дмитриев Е. И. Измерение малых перемещений индуктивным методом. М.-Л.: Изд-во

АН СССР, 1945, с. 62, 115. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность устройства для измерения линейных перемещений и уменьшить его обратное воздействие на объекты контроля. Устройство для измерения линейных перемещений содержит два установленных с зазором, Ш-образных сердечника 1 с обмотками 2. В зазоре сердечников установлен на упругой подвеске пластинчатый ферромагнитный якорь 6 с размещенным на нем инерционным элементом 7, положение которого вдоль поверхности якоря может быть изменено.

Якорь выполнен с собственной частотой, вдвое превышающей номинальную частоту источника 3 питания, частота которого регулируется в пределах 10 — — 15% от номинального уровня. При изменении положения якоря в зазоре между сердечниками 1 под действием перемещающегося объекта конт роля, связываемого в процессе измерения или с сердечниками 1, или с инерционным элементом 7 на якоре, возникают вибрационные колебания якоря. приводящие к разбалансу мостовой схемы измерения, в которую включены обмотки 2 устройства. Благодаря эффекту параметрического усиления сигнала на этих обмотках увеличивается чувствительность устройства к перемещениям объекта. Инерционный элемент 7, поглощающий вибрационные колебания якоря, уменьшает его обратное воздействие на объект контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1320651

Формула изобретения

Составитель И. Кислицин

Редактор А. Orap Техред И. Верес Корректор А. Ильин

Заказ 2649/44 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж--35, Раугпская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений за счет эффекта параметрического усиления электрического сигнала и уменьшения обратного воздействия на объект контроля.

На чертеже показано устройство для контроля линейных перемещений.

Устройство для контроля линейных перемешений содержит установленные с зазором Ш-образные ферромагнитные сердечники 1, на средних стержнях которых размешены последовательно соединенные обмотки 2. К концевым выводам обмоток подключен источник 3 питания переменного тока, а к точке их соединения 15 показывающий прибор 4. К другому выводу показываюшего прибора 4 подключены резисторы 5, образующие совместно с обмотками 2 измерительный мост. В зазоре между сердечниками 1 размещен пластинчатый ферромагнитный якорь 6, консольно закреплен- 20 ный корнем, образующим упругую подвеску, на корпусе устройства. На якоре 6 закреплен инерционный элемент 7, подпружиненный с помошью пружины 8 и предназначенный для связи с объектом контроля. Он установлен с возможностью регулировки его положения по длине якоря 6, что позволяет регулировать собственную частоту его механических колебаний до уровня удвоенной номинальной частоты источника 3 питания. Этот источник выполнен с частотой, регулируемой в пределах 10 — 15о от номинального значения.

Устройство для контроля линейных перемещений работает следующим образом.

В исходном состоянии пластинчатый якорь 6 находится строго посредине зазора между Ш-образными сердечниками 1. При этом действующие на якорь б электромеханические силы притяжения одинаковы и уравновешивают друг друга, не вызывая колебаний якоря, вследствие чего измерительный мост сбалансирован и его выходное 40 напряжение, регистрируемое показывающим прибором 4, равно нулю.

При смешении якоря б из исходного положения под действием объекта контроля в направлении одного из сердечников 1 зазор между якорем б и этим сердечником умень- 45 шается, а зазор между якорем 6 и другим сердечником увеличивается. В результате индуктивное сопротивление одной из обмоток увеличивается, а другой уменьшается, вследствие чего баланс мостовой измеритель- ной цепи нарушается и на ее выходе появляется разностное электрическое напряжение.

Нарушается также равенство электромеханических сил, появляется разностная пульсируюшая сила, направленная в сторону ближайшего к якорю сердечника 1, которая вызывает вибрацию якоря 6. Эти вибрации совпадают с частотой собственных колебаний якоря и вызывают изменение зазоров между якорем 6 и сердечниками 1 по гармоническому закону, что приводит к дополнительному разбалансу мостовой измерительной цепи и увеличению напряжения на входе показывающего прибора 4 пропорционально величине контролируемого перемешения.

Вследствие того, что индуктивное сопротивление обмоток 2 изменяется с удвоенной частотой по сравнению с частотой питающего напряжения, в разностном сигнале наряду с основной (возбуждаюшей) частотой появляется гармоническая составляюшая третьего порядка. Таким образом, возникает параметрическое усиление электрического сигнала на выходе моста, что повышает чувствительность устройства. Выполнение источника 3 питания с регулируемой частотой создает возможность точной регулировки соотношения частоты источника питания и собственной частоты колебаний якоря 6. Инерционный элемент 7 на якоре ограничивает область возбуждения колебаний по длине пластинчатого якоря и уменьшает его обратное воздействие на объект контроля.

1. Устройство для контроля линейных перемещений, содержащее два установленных с зазором Ш-образных ферромагнитных сердечника, размещенные на их центральных стержнях последовательно соединенные обмотки, установленный на упругой подвеске в зазоре между сердечниками пластинчатый ферромагнитный якорь и подключенный к концевым выводам обмоток источник питания переменного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, источник питания выполнен регулируемым по частоте, а собственная частота якоря выбрана равной удвоенной частоте источника питания.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения обратного воздействия на объект контроля, якорь снабжен инерционным элементом, установленным с возможностью регулировки положения по длине якоря и предназначенным для связи с объектом контроля.