RU2037769C1 - Датчик линейных перемещений - Google Patents

Датчик линейных перемещений

Info

Publication number
RU2037769C1
RU2037769C1 SU4943671A RU2037769C1 RU 2037769 C1 RU2037769 C1 RU 2037769C1 SU 4943671 A SU4943671 A SU 4943671A RU 2037769 C1 RU2037769 C1 RU 2037769C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
transducer
calibrator
armature
ferromagnetic
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
С.В. Изотов
В.П. Матвеев
Б.К. Кудрявцев
А.А. Бордюговский
В.В. Андреев
Н.Н. Корсун
Original Assignee
Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций filed Critical Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций
Priority to SU4943671 priority Critical patent/RU2037769C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2037769C1 publication Critical patent/RU2037769C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля вибраций и перемещений узлов различного оборудования в химической промышленности, на атомных электростанциях, а также на объектах с вредными условиями труда. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности датчика линейных перемещений, содержащего корпус, контактный наконечник и выдвижной шток, подпружинный относительно корпуса, а также электромагнитный калибратор, ферромагнитный якорь которого соединен с контактным наконечником датчика. На выдвижном штоке датчика закреплен ферромагнитный сердечник, от положения которого зависит индуктивное сопротивление двух дифференциально соединенных обмоток датчика. Контактный наконечник установлен в реверсивном подшипнике и выполнен с грибкообразной головкой, взаимодействующей со свободным торцом штока своей плоской частью. Соединение между контактным наконечником и якорем калибратора выполнено с возможностью регулирования расстояния между ними, благодаря чему обеспечивается возможность контроля не только электрической, но и механической части датчика, что повышает удобство его эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля вибраций и перемещения узлов различного оборудования, например в химической промышленности, на атомных электростанциях, а также на объектах с вредными условиями труда.
Известен датчик относительных перемещений [1] содержащий цилиндрический корпус, размещенные в нем две дифференциально соединенные обмотки, установленный с возможностью перемещения относительно них ферромагнитный сердечник, подпружиненный относительно корпуса выдвижной шток, размещенный соосно с ним контактный наконечник. Обмотки включены в плечи моста Уинстона. Сигнал моста усиливается и затем выпрямляется. Датчик может быть использован для дистанционных измерений, однако калибровка его требует присутствия обслуживающего персонала, что не всегда возможно при работе в опасных зонах.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик линейных перемещений [2] содержащий корпус, размещенные в нем две дифференциально соединенные обмотки, установленный с возможностью перемещения относительно них ферромагнитный сердечник, подпружиненный относительно корпуса выдвижной шток, размещенный соосно с ним контактный наконечник, электромагнитный калибратор, выполненный в виде ферромагнитного якоря и закрепленной на штоке катушки, и размещенный внутри штока реверсивный подшипник. Обе обмотки включены в плечи моста Уинстона. Сигнал моста усиливается и затем выпрямляется.
Поскольку калибратор содержит установленный в реверсивном подшипнике ферромагнитный якорь, связанный с магнитным сердечником, влияющим на изменение индуктивности обмоток датчика перемещения (во время процесса измерений магнитный сердечник фиксируется по отношению к контактному наконечнику постоянным магнитом, протяжение которого во время процесса калибровки преодолевается притяжением электромагнита), то магнитный сердечник перемещается на известную фиксированную величину в осевом направлении по отношению к контактному наконечнику и обеспечивает при калибровке изменение сигнала, которое соответствует известному фиксированному смещению.
Благодаря использованию датчика с подобным калибратором необходимость нахождения обслуживающего персонала в опасных зонах исключается. Однако конструкция датчика излишне сложна и не обеспечивает контроль работоспособности его механической части.
Задача изобретения упрощение конструкции и повышение надежности за счет получения дополнительной информации о состоянии части датчика и надежности контакта с объектом контроля.
Это достигается тем, что датчик линейных перемещений, содержащий корпус, размещенные в нем две дифференциально соединенные обмотки, установленный с возможностью перемещения относительно них ферромагнитный сердечник, подпружиненный относительно корпуса выдвижной шток, размещенный соосно с ним контактный наконечник, электромагнитный калибратор, выполненный в виде ферромагнитного якоря и закрепленной на штоке катушки, размещенный внутри штока реверсивный подшипник, согласно изобретению ферромагнитный сердечник датчика закреплен на штоке, а контактный наконечник соединен с якорем калибратора, установлен в реверсивном подшипнике и выполнен с грибкообразной головкой, взаимодействующей со свободным торцом штока своей плоской частью.
Целесообразно для повышения удобства эксплуатации соединение между контактным наконечником и якорем калибратора выполнить с возможностью регулирования расстояния между ними.
На фиг. 1 изображен датчик линейных перемещений, общий вид в разрезе; на фиг. 2 калибратор датчика линейных перемещений, общий вид в разрезе; на фиг. 3 принципиальная электрическая схема соединений датчика линейных перемещений.
Датчик линейных перемещений (фиг.1) содержит корпус 1, внутри которого на каркасе 2 размещены две дифференциально соединенные обмотки 3, 4, которые подключены по схеме индуктивного полумоста к генератору несущей частоты 5 (фиг. 3) и дополнены в нем парой одинаковых прецизионных сопротивлений 6 и 7 до полного моста.
Внутри каркаса 2 обмоток 3, 4 размещен ферромагнитный сердечник 8, надетый на выдвижной шток 9, подпружиненный цилиндрической витой пружиной 10 относительно корпуса. Пружина 10 одним торцом закреплена в стакане-держателе 11, размещенном внутри корпуса, а другим торцом прикреплена к штоку 9.
Ферромагнитный сердечник 8 является одновременно ограничителем хода штока 9, поскольку его наружный торец взаимодействует с подшипником 12, закрепленным на торце корпуса. Второй торец ферромагнитного сердечника 8 соседствует с подшипником 13, который надет на шток 9 и обеспечивает его перемещение внутри каркаса 2. На каркасе размещены также две катушки 14 с сердечником 15, служащие для настройки моста. Сердечник 15 выполнен в виде винта, который может перемещаться в резьбе 16 каркаса 2.
Для исключения влияния внешних магнитных полей измерительные обмотки 3, 4 и катушки 14 снабжены экраном 17. Стенки каркаса 2 и корпуса 1 образуют между сбой герметичную полость, в которой находятся обмотки 3, 4 и катушки 14. На штоке 9 со стороны свободного торца закреплена катушка 18 калибратора, внутри которой размещен с возможностью перемещения ферромагнитный якорь 19 калибратора, связанный с контактным наконечником 20, установленный в реверсивном подшипнике 21. Катушка 18 размещена в кожухе 22, соединенном с торцом штока 9 при помощи резьбовой втулки 23, служащей также упором и узлом крепления пружины 10.
Токоподводы 24 калибровочной катушки 18 размещены внутри штока 9 и пружины 10 с помощью втулок 25, которые штифтами 26 зафиксированы относительно пружины 10 и могут перемещаться относительно внутренних стенок штока 9. Токоподводы 24 выведены через стакан-держатель 11 пружины 10 и боковые герметизированные отверстия корпуса, экрана 17, а также штуцер 27. Катушка 18 соединена со стабилизированным источником 28 питания при помощи калибровочного ключа 29. Ферромагнитный якорь 19 выполнен в виде втулки, размещенной в катушке 18 с возможностью осевого перемещения, и соединен с контактным наконечником 20 при помощи резьбового соединения. Контактный наконечник выступает из кожуха 22 и представляет собой стержень, размещенный в реверсивном подшипнике 21, с грибкообразным выступом 31.
Тыльная часть 32 грибкообразного выступа взаимодействует с реверсивным подшипником 21, закрепленным на торце кожуха 22,и служит ограничителем хода ферромагнитного якоря 19 и контактного наконечника 20. На вершине грибкообразного выступа 31 закреплен шарик 33. Резьбовое соединение 30 контактного наконечника 20 и ферромагнитного якоря 19 обеспечивает их совместное перемещение, а также возможность регулировки их положения. Фиксация относительного положения контактного наконечника 20 и ферромагнитного якоря 19 обеспечивается расклинивающим конусом 34.
Вторым ограничителем перемещения контактного наконечника 20 служит тыльная часть реверсивного подшипника 21 и коническая часть ферромагнитного якоря 20. Именно на величину зазора между тыльной частью реверсивного подшипника 21 и конической частью ферромагнитного якоря 19 может выступать из кожуха 22 контактный наконечник 20. Этот зазор контролируется при необходимости с помощью щупов, которые вводятся в зазор между тыльной частью 32 грибкообразного выступа 31 и наружным торцом реверсивного подшипника 21.
Устройство работает следующим образом.
Корпус 1 датчика линейных перемещений крепится к неподвижной базе отсчета при помощи средств крепления, например полухомутов. При этом контактный наконечник 20 своим шариком 33 взаимодействует с объектом контроля, например стенкой трубы.
При перемещении объекта контактный наконечник 20, находясь во взаимодействии с торцом реверсивного подшипника 21, торцовой частью 32 грибкообразного выступа 31 перемещает вместе с кожухом 22 выдвижной шток 9, который, сжимая пружину 10, перемещается внутри корпуса 1 и каркаса 2, опираясь на подшипники 12, 13. Надетый на шток 9 ферромагнитный сердечник 8 перемещается относительно обмоток 3, 4 и вызывает разбаланс моста, который измеряется и соответствует определенному перемещению объекта. При обратном смещении объекта контактный наконечник 20 перемещается штоком 9, который приводится в действие усилием сжатой пружины 10. При этом ферромагнитный сердечник 8 перемещается в обратную сторону и изменяет величину разбаланса моста.
Для настройки чувствительности датчика служат спаренные катушки 14 и сердечник 15, который может перемещаться относительно этих катушек.
Для калибровки датчика подключают ключом 29 катушку 18 к стабилизированному источнику 28 питания. Магнитное поле катушки 18 втягивает ферромагнитный якорь 19. Поскольку он соединен с контактным наконечником 20, взаимодействующим с объектом измерений, и перемещаться не может происходит перемещение катушки 18, кожуха 22 и штока 9. При этом пружина 10 сжимается, а зазор между тыльной частью реверсивного подшипника 21 и конической частью ферромагнитного якоря 19 выбирается. Перемещаясь внутри каркаса 2, шток 9 вместе с ферромагнитным сердечником 8 способствует изменению величины разбаланса моста, который соответствует заданному расстоянию смещения.
После отключения стабилизированного источника питания 28 пружина 10 перемещает шток 9 до контакта торца реверсивного подшипника 21 с тыльной частью 32 грибкообразного выступа 31 контактного наконечника 20. Шарик 33 постоянно находится в контакте с объектом контроля под воздействием пружины 10. В процессе калибровки эта пружина дополнительно сжимается силой притяжения ферромагнитного якоря 19 и катушки 18.
Благодаря этому при калибровке контролируется не только электрическая схема, но и механическая часть датчика, поскольку происходит перемещение штока 9 в подшипниках 11, 12. Кроме того, проверяется наличие контакта с объектом контроля, что дает дополнительную информацию о правильности установки датчика. Датчик может быть использован и с другими типами измерительных схем, кроме мостовой, его конструкция более проста, так как из калибратора устранен постоянный магнит со средствами его крепления. Это расширяет область применения, повышает надежность контроля и упрощает конструкцию датчика.

Claims (2)

1. ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий корпус, размещенные в нем две дифференциально соединенные обмотки, установленный с возможностью перемещения относительно них ферромагнитный сердечник, подпружиненный относительно корпуса выдвижной шток, размещенный соосно с ним контактный наконечник, электромагнитный калибратор, выполненный в виде ферромагнитного якоря и закрепленной на штоке катушки, и размещенный внутри штока реверсивный подшипник, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, ферромагнитный сердечник датчика закреплен на штоке, а контактный наконечник соединен с якорем калибратора, установлен в реверсивном подшипнике и выполнен с грибкообразной головкой, взаимодействующей со свободным торцом штока своей плоской частью.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации, соединенние между контактным наконечником и якорем калибратора выполнено с возможностью регулирования расстояния между ними.
SU4943671 1991-04-26 1991-04-26 Датчик линейных перемещений RU2037769C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4943671 RU2037769C1 (ru) 1991-04-26 1991-04-26 Датчик линейных перемещений

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4943671 RU2037769C1 (ru) 1991-04-26 1991-04-26 Датчик линейных перемещений

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2037769C1 true RU2037769C1 (ru) 1995-06-19

Family

ID=21578371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4943671 RU2037769C1 (ru) 1991-04-26 1991-04-26 Датчик линейных перемещений

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2037769C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464528C1 (ru) * 2011-05-17 2012-10-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" Дифференциальный взаимоиндуктивный датчик перемещений
RU2618625C1 (ru) * 2016-04-18 2017-05-10 Александр Николаевич Фадеев Датчик линейных перемещений и вибраций

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 353132, кл. G 01B 7/14, 1970. *
2. "Messtechnishe Briefe", N 22, 1986, Heft 1, с.3-4. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464528C1 (ru) * 2011-05-17 2012-10-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" Дифференциальный взаимоиндуктивный датчик перемещений
RU2618625C1 (ru) * 2016-04-18 2017-05-10 Александр Николаевич Фадеев Датчик линейных перемещений и вибраций

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4532810A (en) Device for the pick-up of measured values
US4030202A (en) Bore gage
US2427866A (en) Electromagnetic motion responsive device
JPH01307602A (ja) 接触ヘッドの誘導信号伝送装置
US2286897A (en) Vibration pickup
RU184838U1 (ru) Устройство для измерения вибраций
RU2037769C1 (ru) Датчик линейных перемещений
US6310472B1 (en) Multiple hall effect sensor of magnetic core displacement
CN215491848U (zh) 非接触式运动体状态检测装置
JPH0320683B2 (ru)
US4011505A (en) Current measuring device
GB2035566A (en) Thickness measuring apparatus
EP0383139A3 (en) Process and appliance for testing windings for short circuits
KR20030057334A (ko) 전기 기계적인 선형 드라이버의 현재 길이를 탐지하기위한 장치 배열
JPH0412403B2 (ru)
JP3065114B2 (ja) 渦電流測定法による変位トランスデューサ測定シーケンスを平衡させるための方法および装置
SU1212421A1 (ru) Устройство дл определени подвижности зубов
JP2003156304A (ja) 流体圧シリンダにおける位置検出器
SU947626A1 (ru) Электроконтактный датчик микроперемещений
RU2284466C1 (ru) Виброконтактный датчик-измеритель отклонений размеров
RU1825964C (ru) Блок вихретокового накладного преобразовател
US2653302A (en) Accelerometer pickup of very small size and weight
SU1742675A1 (ru) Вискозиметр высокого давлени
KR100436039B1 (ko) 전력기기 진단용 전자 감지장치
RU2097779C1 (ru) Устройство для измерения магнитного поля рассеяния трансформатора