PL57570B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.V.1969 57570 KI. 42 b, 12/03 MKP G 01 b l/00 UKD Twórca wynalazku: inz. Zygfryd Kazior Wlasciciel patentu: Instytut Metalurgii Zelaza im. Stanislawa Staszica, Gliwice (Polska) Czujnik indukcyjny do pomiaru przemieszczen Przedmiotem wynalazku jest czujnik indukcyj¬ ny do pomiaru przemieszczen.Znane dotychczas czujniki indukcyjne do po¬ miaru przemieszczen maja rdzen i zwore wyko¬ nana z materialu ferromagnetycznego, która pod¬ czas pomiaru przesuwa sie wzgledem cewek na¬ winietych na rdzeniu czujnika. Przesuniecie to powoduje zmiane opornosci magnetycznej obwodu magnetycznego czujnika, co z kolei powoduje zmia¬ ny indukcyjnosci wlasnej cewek, a w przypadku czujników transformatorowych, równiez zmiane wartosci sily elektromotorycznej indukowanej w cewkach nawinietych na rdzen zwory czujnika.W czujnikach tych wskutek zmiany indukcyj¬ nosci cewek zmienia sie faza napiecia na wyjsciu czujnika, co uniemozliwia ich stosowanie w ukla¬ dzie mostka automatycznego wzglednie automa¬ tycznego kompensatora pradu zmiennego.Celem wynalazku bylo opracowanie czujnika, którego sygnal wyjsciowy w postaci sily elektro¬ motorycznej mialby stale przesuniecie fazowe, za§ zaleznosc miedzy mierzonym przesunieciem a uzy¬ skiwana sila elektromotoryczna bylaby liniowa.Cel ten osiagnieto, opracowujac czujnik induk¬ cyjny, który ma cewke ruchoma wzgledem rdzenia ferromagnetycznego, na którym nawinieta jest cewka wzbudzajaca, zasilana pradem zmiennym.Przykladowe rozwiazanie czujnika indukcyjnego przedstawiono na zalaczonym rysunku. Czujnik ten posiada dwa nieruchome wzgledem siebie 10 15 20 25 30 2 ferromagnetyczne rdzenie 1 i 2. Rdzen 1 posiada dwie plaskie powierzchnie 15 i 16, zas rdzen 2 powierzchnie 17 i 18. Powierzchnie 15, 16, 17 i 18 sa wzgledem siebie równolegle. Powierzchnie 15 i 17 tworza szczeline 7, zas powierzchnie 16 i 18 — szczeline 8.Na rdzeniach 1 i 2 umieszczone sa wzbudzajace cewki 3, 4, 5 i 6. Przeplywajacy przez nie prad zmienny wywoluje w szczelinach 7 i 8 powstanie jednorodnego zmiennego pola magnetycznego któ¬ rego linie sil sa prostopadle do powierzchni 15, 16, 17 i 18. Cewki 3, 4, 5 i 6 sa polaczone w sze¬ reg w taki sposób, by wywolane przeplywem pra¬ du sily magnetomotoryczne sumowaly sie. Poza szczelinami natezenie zmiennego pola magnetycz¬ nego jest praktycznie równe zeru.W szczelinach 7 i 8 znajduja sie plaskie, rów¬ nolegle do powierzchni 15, 16, 17 i 18 cewki in¬ dukcyjne 9 i 10 o osiach równoleglych do linii sil zmiennego pola magnetycznego. Tworza one sztywny pod wzgledem mechanicznym zespól. Ten zespól cewek 9 i 10 moze przesuwac sie wzdluz szczeliny 7 i 8, czyli poprzecznie do linii sil zmien¬ nego pola magnetycznego. W dowolnym polozeniu pracy czesc cewki 9 wraz z jej bokiem 11 znaj¬ duje sie w szczelinie 7, druga czesc cewki wraz z bokiem 12 poza szczelina.Analogicznie czesc cewki 10 wraz z bokiem 13 znajduje sie w szczelinie 8, druga czesc cewki wraz z bokiem 14 poza nia. Indukowana w cew- 575703 kach 9 i 10 sila elektromotoryczna jest wprost proporcjonalna do wartosci zmiennego strumienia magnetycznego objetego dana cewka, czyli przy cewce prostokatnej jest wprost proporcjonalna do glebokosci wsuniecia cewki w szczeline. Fazy sil elektromotorycznych obu cewek 9 i 10 sa prze¬ ciwne, istnieje zatem takie polozenie zespolu ce¬ wek 9, 10 wzgledem rdzenia 1, 2, w którym wy¬ padkowa sila elektromotoryczna zespolu cewek 9, 10 jest równa zeru. Polozenie to mozna nazwac polozeniem wyjsciowym.Jezeli zespól cewek 9 i 10 pod wplywem mie¬ rzonego przemieszczenia zostanie wychylony z po¬ lozenia wyjsciowego, sila elektromotoryczna jed¬ nej cewki, na przyklad 9 wzrosnie, zas cewki 10 zmaleje; wartosc zatem wypadkowej sily elektro¬ motorycznej zespolu cewek stanie sie rózna od zera.Zasada dzialania czujnika indukcyjnego wedlug wynalazku polega wiec na tym, ze w wychylaja¬ cym sie wzgledem rdzeni 1 i 2 z polozenia wyj¬ sciowego pod wplywem mierzonego przemiesz¬ czenia zespole cewek 9 i 10 pojawia sie wypad¬ kowa sila elektromotoryczna, proporcjonalna do wychylenia.- Glówna zaleta czujnika wedlug wynalazku jest 4 stalosc fazy indukowanej sily elektromotorycznej wzgledem pradu wzbudzajacego. Pozwala to sto¬ sowac czujnik w ukladzie mostka automatycznego wzglednie kompensatora pradu zmiennego i dzieki 5. temu uzyskac duza dokladnosc pomiaru. Zaleta czujnika wedlug wynalazku jest poza tym mala masa organu ruchomego. Dalszymi zaletami sa latwosc uzyskania liniowej zaleznosci miedzy prze¬ sunieciem a sila elektromotoryczna, latwosc uzy- skania duzych sygnalów oraz wynikajaca stad mozliwosc zastosowania tego samego czujnika za- J równo do duzych jak i malych przemieszczen. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Czujnik indukcyjny do pomiaru przemieszczen posiadajacy dwa rdzenie ferromagnetyczne o ksztalcie litery „C" pomiedzy którymi znajduja sie szczeliny, a na rdzeniu umieszczone sa cewki wzbudzajace zmienne pole magnetyczne, znamien¬ ny tym, ze w szczelinach (7 i 8) umieszczone sa dwie plaskie, zlaczone mechanicznie cewki (9 i 10) które przy pomiarze sa przesuwane w tych szcze¬ linach w kierunku poprzecznym do kierunku linii sil pola magnetycznego. WDA-l. Zam. 2505. Naklad 220 egz. PL