RU1797684C - Преобразователь линейных перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений различных объектов. Цель изобретени  - повышение точности измерений , Устройство содержит катушку индуктивности с подвижным сердечником, коаксиальный кабель, посредством которого катушка индуктивности подключена к конденсатору. Индуктивность катушки, емкость и емкость кабел  образуют параллельный колебательный контур, на который через резистор поступает сигнал от генератора переменного периодического напр жени . Параллельно емкости подключен индикатор перемещени  - вольтметр. 1 ил. ел С

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений различных объектов, в частности , дл  измерени  перемещени  главного циркул ционного трубопровода АЭС в процессе эксплуатации.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет уменьшени  вли ни  емкости коаксиального кабел .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем генератор переменного периодического сигнала, катушку индуктивности с подвижным сердечником, . конденсатор, подключенный параллельно катушке индуктивности, и коаксиальный кабель , служащий дл  св зи катушки индуктивности е-генератором и измерительной

схемой, емкость Ci конденсатора выбирают из услови 

6Ск С1 20Ск,(1) где Ск - максимальна  емкость кабел , необходимого дл  подключени  катушки индуктивности; а частоту f выбирают из услови :

------ ---- f .,j . (2)

2Л

L(CK+Cl)

2Л

ЦСк+С1)

где L - индуктивность катушки при полностью введенном сердечнике.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит катушку индуктивности 1 и металлический сердечник 2, перемещающийс  вдоль оси, который св зан с обьектом, перемещение которого необходимо определить: коаксиальный кабель 3. посредством которого катушка индуктивVJ

Ю VI О 00

fc.

О)

ности подключена к конденсатору 4. Индуктивность катушки 1, емкость 4 и емкость кабел  образуют параллельный колебательный контур, на который через резистор 5 поступает сигнал от генератора б переменного периодического напр жени . Параллельно емкости 4 подключен индикатор перемещени  7 - вольтметр.

Работает устройство следующим образом . При каком-то положении сердечника 2 катушки индуктивности 1 показани  вольтметра 7 составл ют Vi. При перемещении объекта, который св зан с сердечником 2 катушки индуктивности 1, сердечник перемещаетс  на величину А и при этом измер етс  полное сопротивление катушки индуктивности, -что приводит к изменению напр жени  на колебательном контуре, в результате чего показание вольтметра 7 становитс  равным Va. По изменению напр жени  (V2 - Vi) рпредел ют величину перемещени  сердечника, а значит и объекта , с которым рн св зан (использу  выражение ДЬ АДУ), Экспериментальным путем было установлено , что: если не соблюдаетс  условие б CkisCr. то длина кабел  подключени  катушки индуктивности существенно вли ет на коэффициент преобразовани  датчика (он увеличиваетс  при уменьшении длины кабел ); если не соблюдаетс  условие Ci :S 20 Ск, то коэффициент преобразовани  датчика резко падает,если не соблюдаетс  условие 0,5

2лги(Ск + С1)

.f..

(Ck-bCi)

то резко уменьшаетс  коэффициент преобразовани ;

если не соблюдаетс  условие .

то имеет место увеличение коэффициента преобразовани  приуменьшении длины кабел .

Дл  испытани  был изготовлен преобразователь линейных перемещений в электрический сигнал, катушка индуктивности которого была длиной 160 мм и имела трехслойную намотку провода ПЭЛ-0.2 (1600 витков); По оси катушки располагалс  стальной сердечник диаметром 4 мм. Индуктивность катушки при полностью введенном сердечнике имела значение 1,15 Г. В качестве конденсатора колебательного контура использовалась емкость 0,033 мкФ. Катушка индуктивности подключалась к измерительной схеме с помощью коаксиального кабел , длина которого измен лась от 1 до 100 м (при этом емкость кабел 

измен лась от 50 до 5000 пФ). В качестве генератора использовалс  прибор ГЗ-118, настроенный на частоту 18 кГц, подключенный к контуру через резистор МЛТ-0,25, равный 1 кОм. Амплитуда сигнала на выходе

генератора составл ла 10 В..

Коэффициент преобразовани  определ лс  как А ч . (напр жение на контуре

.V измер лось с помощью цифрового вольт- метра В7-16А) и имел значение 25 мВ/см. При изменении длины кабел , с помощью которого подключалась катушка индуктивности , от 10 до 110 м коэффициент преобразовани  измен лс  не более чем на ±2%, то есть на величину ± 0,5 мВ. Он также оставалс  посто нным (с точностью ±3%) при перемещении сердечника вдоль оси катушки индуктивности на 155 мм.

Форм улаизобретени  Преобразователь линейных перемещений в электрический сигнал, содержащий генератор переменного периодического сигнала, катушку индуктивности с подвиж-- ным сердечником, конденсатор, подключен

ный параллельно к катушке индуктивности, и коаксиальный кабель, служащий дл  св зи катушки индуктивности с генератором и измерительной схемой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет уменьшени  вли ни  емкости коаксиального кабел , емкость Ci конденсатора выбирают из условий 6 Ск Ci 5 20 Ск, где Ск - максимальна  емкость кабел , необходимого дл  подключени  катушки индуктивности , а частоту f выбирают из услови 

0.5 . °-9 --,

27rYi(ck+Ci) 2 ЩсГГс7)

где L - индуктивность катушки при полностью введенном сердечнике.