RU119467U1

RU119467U1 - LINEAR SPEED INDUCTIVE SENSOR

Info

Publication number: RU119467U1
Application number: RU2012114985/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Валентинович Павленко; Константин Ринардович Гильмияров
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2012-08-20

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники, а именно к области измерения линейной скорости перемещения якоря или исполнительного органа электромагнитного привода.The invention relates to the field of measurement technology, namely to the field of measuring the linear velocity of movement of an armature or an actuator of an electromagnetic drive.

Задачей изобретения является повышение эффективности и точности функционирования индуктивного датчика линейной скорости в условиях действия внешних магнитных полей.The objective of the invention is to increase the efficiency and accuracy of the inductive linear velocity sensor under conditions of external magnetic fields.

Технический результат достигается с помощью индуктивного датчика линейной скорости, состоящего из трубчатого каркаса, выполненного из немагнитного материала, двух измерительных катушек, цилиндрического постоянного магнита и стального корпуса, так же выполняющего роль магнитопровода. Измерительные катушки последовательно вплотную друг за другом намотаны на немагнитном трубчатом каркасе и соединены встречно. The technical result is achieved using an inductive linear velocity sensor, consisting of a tubular frame made of non-magnetic material, two measuring coils, a cylindrical permanent magnet and a steel case, also acting as a magnetic circuit. The measuring coils are sequentially closely adjacent to each other wound on a non-magnetic tubular frame and connected in the opposite direction.

Description

Известен датчик линейной скорости и ускорения (Патент РФ №2131127 G01P 3/50 27.05.1999 г.), содержащий магнитную систему, состоящую из постоянного магнита и магнитопровода, две катушки индуктивности, установленные коаксиально на стержне магнитопровода, одна из которых имеет возможность линейного перемещения в воздушном зазоре магнитной системы, а вторая неподвижно укреплена на стержне магнитопровода. Существенными признаками датчика является то, что он снабжен дополнительной магнитной системой в виде постоянного магнита, одноименные полюса которой направлены встречно полюсам основной магнитной системы, и двумя дополнительными катушками индуктивности, а магнитопровод снабжен дополнительным стержнем, на котором неподвижно укреплена одна из дополнительных катушек индуктивности, другая дополнительная катушка индуктивности имеет возможность перемещения в воздушном зазоре дополнительной магнитной системы, при этом неподвижные катушки индуктивности дифференциально соединены, а катушки индуктивности, имеющие возможность перемещения в зазорах соответствующих магнитных систем, включены дифференциально.A known linear velocity and acceleration sensor (RF Patent No. 2131127 G01P 3/50 05/27/1999), containing a magnetic system consisting of a permanent magnet and magnetic circuit, two inductors mounted coaxially on the core of the magnetic circuit, one of which has the ability to linearly move in the air gap of the magnetic system, and the second is fixedly mounted on the core of the magnetic circuit. The essential features of the sensor are that it is equipped with an additional magnetic system in the form of a permanent magnet, the same poles of which are directed opposite the poles of the main magnetic system, and two additional inductors, and the magnetic circuit is equipped with an additional rod on which one of the additional inductors is fixedly mounted, the other the additional inductor has the ability to move in the air gap of the additional magnetic system, while the stationary cat the inductors are differentially connected, and the inductors having the ability to move in the gaps of the respective magnetic systems are included differentially.

Недостатками данного датчика линейной скорости является сложность конструкции датчика и его низкая надежность, особенно при измерении высоких скоростей, из-за наличия в конструкции подвижных катушек индуктивности.The disadvantages of this linear speed sensor are the complexity of the sensor design and its low reliability, especially when measuring high speeds, due to the presence of movable inductors in the design.

Известен индукционный датчик скорости линейного перемещения (Патент РФ №2271544 G01P 3/50 (2006.01) 10.03.2006), содержащий магниты, являющиеся полюсными наконечниками, измерительные обмотки и сердечник, связанный с испытуемым объектом. Существенными признаками датчика является то, что он состоит из катушки, содержащей каркас, изготовленный из немагнитного электроизоляционного материала, например пресс-материала, в котором выполнены две выточки, заполняемые обмотками, и, перпендикулярно оси каркаса отверстиями между выточками, в которых размещены радиально одноименными полюсами, например южными S, к оси датчика, магниты, сердечника, свободно перемещающегося вдоль оси катушки, изготовленного из материала с высокой магнитной проницаемостью, например из пермалоя, и кольцевого магнитопровода, являющегося корпусом датчика. Обмотки датчика соединены последовательно для сложения наводимых ЭДС обеих обмоток для обеспечения соотношения уровней полезного сигнала и помех и герметизированы (залиты герметиком) для обеспечения долговечности при интенсивной работе в различных условиях применения. Так же поверх измерительных обмоток намотана в один ряд экранирующая обмотка.Known induction linear velocity sensor (RF Patent No. 2271544 G01P 3/50 (2006.01) 03/10/2006) containing magnets that are pole tips, measuring windings and a core connected to the test object. The essential features of the sensor are that it consists of a coil containing a frame made of a non-magnetic insulating material, such as a press material, in which two recesses are made, filled with windings, and, perpendicular to the frame axis, with holes between the recesses, in which radially arranged poles of the same name , for example, south S, to the axis of the sensor, magnets, a core moving freely along the axis of the coil, made of a material with high magnetic permeability, for example, permaloy, and rings magnetic core, which is the housing of the sensor. The sensor windings are connected in series to add the induced EMF of both windings to ensure the ratio of the useful signal and interference levels and are sealed (filled with sealant) to ensure durability during intensive work in various application conditions. Also, a shielding winding is wound in one row over the measuring windings.

Недостатками данного датчика линейной скорости является отсутствие возможности произведения измерений в условиях действия внешних магнитных полей.The disadvantages of this linear velocity sensor is the inability to take measurements under external magnetic fields.

Технический результат полезной модели заключается в повышении соотношения уровней полезного сигнала и шума индуктивного датчика линейной скорости при исключении действия помех, создаваемых внешними магнитными полями.The technical result of the utility model is to increase the ratio of the levels of the useful signal and the noise of the inductive linear velocity sensor while eliminating the effects of interference from external magnetic fields.

Технический результат достигается с помощью индуктивного датчика линейной скорости, состоящего из трубчатого каркаса, выполненного из немагнитного материала, двух измерительных катушек, цилиндрического постоянного магнита и стального корпуса, так же выполняющего роль магнитопровода. Измерительные катушки последовательно вплотную друг за другом намотаны на немагнитном трубчатом каркасе и соединены встречно.The technical result is achieved using an inductive linear velocity sensor, consisting of a tubular frame made of non-magnetic material, two measuring coils, a cylindrical permanent magnet and a steel case, also acting as a magnetic circuit. The measuring coils are sequentially closely adjacent to each other wound on a non-magnetic tubular frame and connected in the opposite direction.

На фиг.1 представлен главный вид и вид сбоку индуктивного датчика линейной скорости.Figure 1 presents the main view and side view of the inductive linear velocity sensor.

Индуктивный датчик линейной скорости, состоит из двух измерительных катушек 1 и 2, трубчатого каркаса 3, выполненного из немагнитного материала, цилиндрического постоянного магнита 5 и стального корпуса 4, так же выполняющего роль магнитопровода, причем измерительные катушки 1 и 2 намотаны последовательно вплотную друг за другом и включены встречно.The inductive linear speed sensor consists of two measuring coils 1 and 2, a tubular cage 3 made of non-magnetic material, a cylindrical permanent magnet 5 and a steel casing 4, also acting as a magnetic circuit, with the measuring coils 1 and 2 being wound sequentially adjacent to each other and included counter.

Индуктивный датчик линейной скорости работает следующим образом. В состоянии покоя цилиндрический постоянный магнит 5 должен располагается между измерительными катушками 1 и 2 так, чтобы катушки 1 и 2 охватывали ровно по половине его длины. Длина постоянного магнита 5 и катушек 1 и 2 выбирается так, чтобы линии магнитной индукции, выходящие из южного полюса постоянного магнита 5, по всему пути его перемещения пересекали только одну катушку, а северного полюса другую. При этом измерительные катушки 1 и 2 включены встречно, чтобы ЭДС индукции, возникающие в измерительных катушках 1 и 2 при перемещении постоянного магнита 5, связанного с объектом, складывались, а ЭДС создаваемые внешними магнитными полями вычитались. Таким образом значительно повышается уровень полезного сигнала при снижении уровня шума. Это так же позволяет применять датчик для измерения скорости якоря или исполнительного органа электромагнитных приводов, которые могут создавать сильные магнитные поля, негативно влияющие на характеристики датчика.An inductive linear speed sensor operates as follows. At rest, the cylindrical permanent magnet 5 should be located between the measuring coils 1 and 2 so that the coils 1 and 2 cover exactly half its length. The length of the permanent magnet 5 and coils 1 and 2 is chosen so that the lines of magnetic induction emanating from the south pole of the permanent magnet 5, along the entire path of its movement crossed only one coil, and the north pole the other. In this case, the measuring coils 1 and 2 are turned on counterclockwise, so that the induction EMF arising in the measuring coils 1 and 2 when the permanent magnet 5 associated with the object is moved is added, and the EMF created by external magnetic fields are subtracted. Thus, the level of the useful signal is significantly increased while reducing the noise level. It also allows you to use the sensor to measure the speed of the armature or actuator of electromagnetic drives, which can create strong magnetic fields that adversely affect the characteristics of the sensor.

Claims

An inductive linear speed sensor, consisting of two measuring coils, a tubular frame made of non-magnetic material, a cylindrical permanent magnet and a steel casing, characterized in that the measuring coils are wound sequentially closely adjacent to each other and connected in opposite directions.