Opublikowano: 51289 KI. 42 MKP G 01/t ^0 UKD 20.VI.1960 Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Józef Fórmaniak, mgr inz. Zygmunt Michalowski Wlasciciel patentu: Instytut Lotnictwa, Warszawa (Polska) Przetwornik elektromechaniczny do pomiarowych czujników wielkosci nieelektrycznych Przetwornik elektromechaniczny do pomiarowych czujników wielkosci nieelektrycznych, jak: prze¬ mieszczen liniowych, cisnien, amplitudy drgan i przy¬ spieszen, sil, momentów itp., w ukladzie transforma¬ tora róznicowego sluzy do zamiany przemieszczen liniowych, przekazywanych z przetwornika mecha¬ nicznego, na sygnal elektryczny pradu zmiennego o czestotliwosci nosnej 4 do 10 kHz w obszarze od 10—• do 10 cm i w zakresie czestotliwosci od 0 do 1000 Hz.Zasada transformatora róznicowego jest powszech¬ nie znana, jednak ze wzgledu na trudnosci konstruk- cyjno-technologiczne uzycie transformatora róznico¬ wego w miniaturowych czujnikach wielkosci nie¬ elektrycznych bylo bardzo utrudnione i z tego wzgle¬ du nie znalazlo szerokiego zastosowania pomimo szeregu cennych zalet. Istniejace rozwiazania kon¬ strukcyjne czujników wielkosci nieelektrycznych z przetwornikiem w ukladzie transformatora rózni¬ cowego stanowia nierozlaczona calosc, wskutek cze¬ go konstrukcje te sa nie technologiczne, skompliko¬ wane i niewygodne w uzytkowaniu. Jako przyklad moze posluzyc czujnik przemieszczen, w którym przetwornik elektromechaniczny jest zamocowany wewnatrz czujnika i jest zespolem niewymiennym.Przetwornik wedlug wynalazku zlozony z zespolu trzech cewek nawinietych na szpulce, ekranu, nabie- gunników, podkladek kompensacyjnych i korpusu tworzy oddzielny zespól konstrukcyjny, który za po¬ moca gwintu drobnozwojowego wykonanego na 2 zewnetrznej powierzchni korpusu jest mocowany wzgledem rdzenia ferromagnetycznego zamocowane¬ go na dowolnym przetworniku mechanicznym i w tym polozeniu ustalony przeciwnakretka. Prze- 5 twornik posiada kompensacje termiczna, której wiel¬ kosc uzalezniona jest od bledów wprowadzanych przez wspólpracujacy przetwornik mechaniczny oraz ekran z nabiegunnikami, które pozwalaja uzys¬ kac czulosc w szerokich granicach i eliminuja io wplyw obcych pól elektromagnetycznych. Opisany przetwornik posiada wysoka czulosc az do 2 mV, przy zasilaniu napiecia 1 V o czestotliwosci 5 kHz, maly pobór mocy mniej niz 0,1 W, mala zawartosc czestotliwosci harmonicznych na wyjsciu, miniaturo- 15 we wymiary i maly ciezar.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia przetwornik w przekroju podluznym. 20 Jak pokazano na rysunku, przetwornik sklada sie z zespolu trzech cewek 1, 2 i 3 nawinietych na wspólnej szpulce 4. Srodkowe zeberka 5 i 6 szpulki 4 posiadaja promieniowe przeciecia, przez które przeprowadzone sa przewody uzwojen cewki 1 oraz 25 cewek 2 i 3, przy czym uzwojenia cewek 2 i 3 po¬ laczone sa przeciwsobnie i wykonane jednym prze¬ wodem. Szpulka 4 umieszczona jest w ferromagne¬ tycznym ekranie walcowym 7, przecietym wzdluz tworzacej, oraz zamknietym obustronnie ferromag- so netycznymi nabiegunnikami 8 19 Szpulka 4 wraz 5128051289 z ekranem 7 i nabiegunnikami 8 i 9 umieszczona jest w korpusie 10 z materialu niemagnetycznego i ustalona osiowo podkladkami kompensacyjnymi 11 i 12 i nakretka 13. W szpulke 4 wkrecone sa gwintowane rurki 14, przechodzace przez wyjecia w nabiegunniku 9 i podkladce kompensacyjnej 12.Za pomoca rurek 14 polaczono przewody nawojowe cewek 1, 2 i 3 z przewodami odprowadzajacymi 15.Korpus 10 na zewnetrznej powierzchni posiada gwint drobnozwojowy, za pomoca którego ustalony jest w polozeniu zerowym wzgledem rdzenia ferrytowe¬ go 16 dowolnego przetwornika mechanicznego (nie pokazanego na rysunku) i zabezpieczany przed od¬ kreceniem nakretka 17.Jak juz wspomniano cewka 1 zasilana jest pradem zmiennym o czestotliwosci akustycznej wywoluja¬ cym zmienny strumien magnetyczny, który induku¬ je w cewka"ch 2 i 3 — sprzezonych magnetycznie za pomoca «rdzenia 16, nabiegunników 8 i 9 i ekranu 7 — napiecie zmienne, którego amplituda i faza zalezna jest od polozenia rdzenia 16 zwiazanego z dowolnym przetwornikiem mechanicznym. Indukowane w cew¬ kach 2 i 3 napiecia przy przeciwnym polozeniu rdze¬ nia, które przyjmujemy za polozenie zerowe, sa so¬ bie równe co do amplitudy i fazy przy zachowaniu idealnej symetrii ukladu. Poniewaz cewki 2 i 3 po¬ laczone sa przeciwsobnie napiecie wyjsciowe prze¬ twornika w tym przypadku równe jest zeru. Prze¬ mieszczenia rdzenia ferromagnetyczne 16 zwiazane¬ go z dowolnym przetwornikiem mechanicznym wy¬ woluja zmiane wspólczynników sprzezenia cewek 1, 2 i 3, a tym samym zmiane sygnalu wyjsciowego w amplitudzie i przesunieciu fazowym (0°, 180°) pro¬ porcjonalnie do przemieszczenia rdzenia 16. Sto¬ sunek grubosci podkladek kompensacyjnych 11 i 12, o duzym i okreslonym wspólczynniku cieplnej roz¬ szerzalnosci liniowej jest tak dobrany, ze ze zmia¬ na temperatury otoczenia przesuwa zespól cewek 1,2 i 3 wraz z ekranem 7 i nabiegunnikami 8 i 9 wzgledem obudowy 10 kompensujac przemieszcze- 10 15 25 40 nia termiczne rdzenia ferrytowego 16 zamocowane¬ go na dowolnym przetworniku mechanicznym. PL