Взаимоиндуктивный датчик линейных перемещений

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в электротехнике для контроля линейных перемещений электродов в дуговых и руднотермических печах. Целью изобретения является повышение точности измерения и помехозащищенности, упрощение конструкции и расширение диапазона измерений взаимоиндуктивного датчика линейных перемещений, который содержит две пары обмоток, установленных параллельно с возможностью относительного перемещенияи соединенных последовательно-согласно между собой и с генератором тока. Обмотки могут быть выполнены в виде ленты или стержней и установлены .параллельно друг другу в направляющих из электроизоляционного материала. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (я)э G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4862976/28 (22) 30.08,90 (46) 23.02.93. Бюл. N 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт электротермического оборудования (72) В.И. Сафонов, А.В. Цыбин, А.В. 3асорин, А.В. Александров и С,Н. Безымянский (56) Федотов А,В. Расчет и проектирование индуктивных измерительных устройств. М.:

Машиностроение, 1979, с.44.

Конюхов Н,Е. и др, Электромагнитные датчики механических величин. — M.: Машиностроение, 1987, с.45, (54) ВЗАИМОИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть исИзобретение относится к контрольноизмерительной технике.и может быть использовано в электротехнике для контроля линейных перемещений электродов в дуговых и руднотермических печах.

Известен дифференциально-трансформаторный датчик линейных перемещений, содержащий измерительные обмотки и подключенную к источнику питания обмотку возбуждения, внутри которых размещен ферромагнитный подвижный плунжер.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа вэаимоиндуктивный датчик линейных перемещений, содержащий источник йитания переменного тока, подключенную к нему одну пару согласно соединенных обмоток и установленную с возможностью перемещения от„„5U „„1796878 А1 пользовано в электротехника для контроля линейных перемещений электродов в дуговых и руднотермических печах. Целью изобретения является пОвышение точности измерения и помехозащищенности, упрощение конструкции и расширение диапазона измерений взаимоиндуктивного датчика линейных перемещений, который содержит две пары обмоток, установленных параллельно с возможностью относительного перемещения и соединенных последовательно-согласно между собой и с генератором тока; Обмотки могут быть выполнены в виде ленты или стержней и установлены, параллельно друг другу в направляющих иэ электроизоляционного материала, 1.з.п.ф-лы, 2 ил. носительно нее вторую пару обмоток, предназначенную для подключения к измерительному блоку.

Недостатком известной конструкции датчика является ее сложность, нелиней- »О . ность выходной характеристики, что снижа- О» ет класс точности датчика, Кроме того, ()(р недостатком также является плохая помеха- » защищенность от внешних электромагнит- р ных полей и ограниченность по температурному показателю, что влияет на возможности его широкого применения.

Целью изобретения является повышение точности измерения, помехозащищенности и также расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что во взаимоиндуктивном датчике линейных перемещений, содержащим источник пита1796878

35

55 ния переменного тока, подключенную к нему одну пару согласно соединенных обмоток и установленную с возможностью перемещения относительно нее вторую пару обмоток, предназначенную для подключения к измерительному блоку, обмотки второй пары включены согласно последовательно с обмотками первой пары в цепь источника питания, причем взаимоиндуктивный.датчик линейных перемещений снабжен двумя. параллельно установленными направляющими из электроиэоляционного материала, обмотки выполнены в виде лент или стержней. закрепленных в этих направляющих, а источник питания выполнен в виде генератора тока.

На фиг. 1 представлена схема взаимоиндуктивного датчика линейных перемещений с обмотками; на фиг. 2 — схема взаимоиндуктивного датчика, где обмотки выполнены в виде лент (стержней).

Вэаимоиндуктивный датчик линейных перемещений (фиг. 1) содержит источник питания переменного тока 1, подключенную к нему одну пару согласно соединенных обмоток 2 и установленную с возможностью перемещения относительно нее вторую пару обмоток 3, предназначенную для подключения к измерительному блоку 4.

Обмотки второй пары 3 включены согласно последовательно с обмотками первой пары 2 в цепь источника питания 1.

Кроме того, взаимоиндуктивный датчик линейных перемещений (фиг, 2) снабжен двумя параллельно установленными направляющими 5 из электроиэоляционного материала, а обмотки 2, 3 выполнены в виде лент или стержней, закрепленных в этих направляющих, Источник питания 1 выполнен в виде генератора тока.

Взаимоиндуктивный датчик линейных перемещений работает следующим образом.

Когда подвижная пара обмоток 2 относительно пары обмоток 3 находится в среднем положении, то.индуктивность Lj = L2 и вэаимоиндуктивность М = М2, а выходное напряжение Овых = О.

Перемещение подвижной пары обмоток

2 относительно пары обмоток 3 вызывает изменение взаимоиндуктивности между ними на величину +.ЬМ. В результате на выходе появляется напряжение, равное разности. падения напряжения на паре обмоток 3, которое пропорционально этому перемещению; При этом распределение напряженности магнитного поля по длине индукционных элементов датчика согласно закона полного тока будет величиной постоянной (Н = ccnst).

Это дает возможность получить более линейную выходную характеристику зависимости от перемещения.

Конструкция датчика, где обмотки 2, 3 выполнены в виде витков (фиг. 1), может работать с подвижным сердечником и от источника тока, Последовательное соединение индук- тивных элементов и источника питания позволяет создать датчик на значительно больший диапазон перемещения, повысить класс точности датчика за счет равномерного распределения магнитного поля по длине индукционных элементов, снизить влияние внешних электромагнитных полей (помех) из-за того, что схема работает в режиме короткого замыкания, а также повысить предел использования датчика независимо от температуры окружающей среды.

Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает высокий класс точности, высокую помехозащищенность и надежность прибора, что позволяет использовать его, например. в дуговых и руднотермических электропечах, где имеет место наличие значительных электромагнитных полей (в 10 и более раз превышающих гостированное значение) и высокой температуры 200 С.

Формула изобретения

1. Взаимоиндуктивный датчик линейных перемещений, содержащий источник питания переменного тока, подключенную к нему одну пару согласно соединенных обмоток и установленную с возможностью перемещения относительно нее вторую пару обмоток, предназначенную для подключения к измерительному блоку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения. обмотки второй пары включены согласно последовательно с обмотками первой пары в цепь источника питания, 2. Датчик поп.1, отлича ющийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и расширения диапазона измерения, он снабжен двумя параллельно установленными направляющими из электроиэоляционного материала, обмотки выполнены в виде лент или стержней. закрепленных в этих направляющих источник питания выполнен в виде генератора тока.

1796878

Составитель И.Белостопкая

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Ïåòðîâà

Редактор

Заказ 642 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 t3035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101