Лпотнка i
ОП И САН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 15.IV.1968 (№ 1233377/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 02.11.1972. Бюллетень ¹ 6
Дата опубликования описания 29.III.1972
М. 1 л. G Old 5/22
Комитет по делам изобретениЯ и открытиЯ при Совете Министров
СССР
УДК 621.317.7(088.8) Автор изобретения
Л. 3. Кияновский
Институт физики AH Украинской ССР
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИИ
Изобретение относится к области измерений неэлектрических величин электрическими методами, в частности к устройствам для измерения перемещений, содержащим индуктивные датчики с подвижным ферромагнитным сердечником.
Известны различные схемы включения индуктивных датчиков. Одной из наиболее распространенных является нуль-балансная схема, содержащая четыре индуктивных трансформаторных датчика с подвижным сердечником, обмотки питания которых соединены последовательно.
Вторичная обмотка первого датчика соединена последовательно и встречно с вторичной обмоткой второго датчика, что обеспеч| вает вычитание выходных сигналов первого и второго датчиков, причем эти датчики имеют общий сердечник, образуя рабочий дифференциально-трансформаторный датчик.
Вторичная обмотка третьего датчика соединена последовательно и встречно с вторичной обмоткой четвертого датчика, в результате чего происходит вычитание выходных сигналов третьего и четвертого датчиков, причем эти датчики имеют общий сердечник, образуя уравновешивающий дифференциально-трансформаторный датчик.
Выходы дифференциально-трансформаторных датчиков соединены последовательно между собой и подключены к усилителю напряжения таким образом, что на входе последнего образуется разность сигналов датчиков.
Выход усилителя связан с реверсивным двигателем, который перемещает сердечник в уравновешивающем дифференциально-трансформаторном датчике до тех пор, пока разность сигналов на входе усилителя не станет
10 равной нулю. При этом положение сердечника в уравновешивающем дифференциально-трансформаторном датчике соответствует положению сердечника в рабочем датчике.
В рабочем дифференциально-трансформа15 торном датчике первый и второй датчики выполняют по отношению друг к другу функции компенсации, в уравновешивающем датчике третий и четвертый датчики — также функции компенсационных датчиков. При этом в
20 дифференциально-трансформаторных датчиках компенсируется составляющая погрешности от изменения активного сопротивления обмоток под влиянием внешних факторов.
Наличие погрешности от изменения внеш25 нпх факторов, действующих на рабочий дифференциально-тра нсформаторныи датчик, в известных нуль-балансных схемах объясняется тем, ITQ уравновешивающий дифференциально-трансформаторный датчик находится
30 в других внешних условиях.
328335
Расположить уравновешивающий датчик с вторичным прибором (усилителем, реверсивным двигателем и т. д.) рядом с рабочим часто не представляется возможным при ограниченных габаритах и недоступности объекта измерения (например, в каналах атомного реактора), Возможность измерения быстропротекающих процессов в таких схемах ограничена, что связано с временем отработки вторичным прибором положения сердечшн<а в уравновешивающем датчике.
Целью изобретения является повышение надежности и точности измерений перемещений при воздействии различных внсшшгх факторов.
Это достигается тем, ITo в измерительную схему, кроме рабочего и компенсационного датчиков ссердечшп<ами, введены два компенсационных датчика без сердечников, причем выходные цепи рабочего датчика и комненслцио11ного датчика без сердечника подключены
1 первому блоку вы штания, выходные цепи компенсационного датчика с сердечником н компенсационного датчика оез сердечников второму .-бло1<)>.-DI>t>н1таtll>51, El BI>t. O1EE>t 0<>(>f1. блоков вычитания подсоединены к блоку деления, при этоЙ компенсациониьш датчик имеет неподвижный сердечник.
Рабочий и компенсацио>нный датчики расположены в месте измерения переме>цения, а вторичный прибор (блокн вычитания и деления) мо)кет быть вынесен ня любое рлсстояние..
Благодаря такому выполнению устройства выходная велич>ша измерительной схемы пропорциональна только измеряемому перемещению, не зависит от величины активного и индуктивного сопротивления обмоток датчиков, и является только функцией относительного поло)кения подвижного и неподвн)нного сердечников рабочего п компенсационного датчиков.
I j;1 чертеже показана пр>шцш>нальная с <ема устройс>ва, Устройство включает в себя: рябо l»fl д;>тчик 1 с сердечником; компен«яционные датчики 2 н .5 без сердечника; компенсационный датчик 1 с ненодвн)кным сердечником; блоки
6 и 6 вычнташш; блок 7 делен1и.
Работает устройство следующим образом.
Выходной сигнал от р;>бочего датчик l 1 и
1> сигнал ol компенсационного дя <чика оез серде ишка ностуня>от tt;l блок 5 вы ш 111!151.
Снтнап от компенсационного дят шкл 1 с неподвижным сердечником и снгнлл от второго компенсационного датчика ) без серде>п>нкл подаются на блок 6 вы tftxat»I51.
Полученные разности сш палов с н1.>ходов блоков вычитания попадают на блок 7 деления, где измеряется их отношение.
Таким образом, выходной сш.нял измерительной схемы >пропорционален отношен шо разности сигналов между рабошм датчш<ом
1 и компенсационным датчиком 2 без сердечника к разности сигналов между компенсационным датчиком 4 с неподвижным сердечником и компенсационным датчиком 8 без сердечника.
11а рабочий датчик действует измеряемое н«ремсщение н внешний фактор, нл комненслцнош>ые -- только внеипнш фактор. Д1>тчикц питаются от одного источника (первичные
10 обмотки датчиков соединены последовател>.но), при этом компенсируется погрешность от измен< ння напряжения питания.
Когда все д>)>ни<и иденти шы по геометрическим размерам н параметрам обмоток, при
15 вычнташш сш палов происходит взаимная компенсация состаиляи>щнх спгналл, пропорциональных активному и индуктивному сонротнвлешно обмоток катушек бе:1 сердечников, л нри делении рязностных сигналов— взлим>гая компенсация составл>иощнх сипила, иронорцио)галы I>!x индуктивному сопротивлешно обмоток, зависящему от магнитной прошщаемости сердечников. Выходной сигнал устройст ва прн э > ом !I j>o»uj>ttио>гален только
25 отношении> геометрнческ>>х велич IH положения подвижного и неподвижного сердечшн<ов и катушках.
Перви IIII te обмотки рябо 1его датчика, компенсационных датчиков без сердечников, ком30 ненсацнонного датчш<я с неподвижным сердечником (устанавливаемых в месте измерения неремеи1енн>1) соединены последовательно. Вторичные обмотки даl чш<ов присоединены, соответственно к блокам вычитания.
В качестве блоков вьшнтяния и «-поль)овяны симм«гри шые мостои,н. схемы с Ill<1 íâíûìè нлечлмн. I jj) tt подаче ш> диагонали моста двух сигналов с одного нз плеч снимается на40 пряжение, пропорцион;>льное разности этих сигналов.
Сигналы от датчш<ов предварительно выпрямляются, так как, во-первых, измерение отношения сигналов проще производить на
45 пос>оянном токе, во-вторых, исключается погрешность от сдвига фаз между ситналамн датчш ов, н, в-третьих, происходит взаимная развязка обмоток датчиков.
Операция делеш>я осуществляется нри !Io50 мощи блока делен>гя в виде л >гометра постоянного тока, выполненного на базе электронного нотенциометра ЗПП-09, 11а реохорд потснциочетра подается разностный сигнал с одного мосла (реохорд ио>юльзуется непосред55 стненно кяк одно из плеч мост 1), а tta движок реохорда поступает разностный сигнал с другого моста.
Положение двн)ккл на рео:<орде (T. е. отсч<т 1>о нн<але нрнбо1)а) пропорционально от60 llotttQIII>10 рязностных си>чш lов в предел>>х от ну III до е flllllllll I. I c!0.
Предмет изобретения
Составитель И. Загорбинпиа
Корректоры: С. Сатагулова и Л. Орлова
Тсхред Т. Ускова
Редактор И. Грузова
И; кпп 670!! I И э1! о J!) Тирани 14В Подписное
ЦН11ИПИ Комитета по делам изобретений и открьгпш при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушскап наб., д. 4, 5
Типография, пр. Сапунова, 2
Устройство для измерения перемещений, содержащее индуктивные рабочий и компенсационный датчики с сердечниками, отличшои евся тем, llо, с целью повышения точности измерения, в нем установлены две компенсационные катушки, причем выходные це!ш рабочего датчика и одной компенсационной катушки подключены к первому блоку вычитания, выходные цепи компенсационного датчика и другой компенсационной катушки подключены к второму блоку вычитания, а выходы блоков вычитания подключены к блоку деления.!
1 !
I
I
I
I
1 !
1
