RU2138011C1

RU2138011C1 - Variable-induction differential-transformer transducer

Info

Publication number: RU2138011C1
Application number: RU97101053/28A
Authority: RU
Inventors: Е.П. Абрамцев
Original assignee: Абрамцев Евгений Петрович
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1999-09-20

Abstract

FIELD: check of positions of various objects, specifically, screens. SUBSTANCE: transducer has magnetic circuit in the form of two E-shaped cores placed one perpendicular to another. Legs of cores are placed in parallel. Central legs of cores are common. Pivots of E-shaped cores are matched one to another and form single common cruciform pivot. Transducer has two ferromagnetic armatures in the form of rectangular plates. Armatures are so placed that centers of their sides are located in opposition to centers of butts of extreme legs. Two primary windings connected in parallel are arranged on central legs. Four pairs of secondary windings connected by bridge circuit are placed on extreme legs. Transducer makes it possible to check positions of each of two objects connected to mobile armatures in two coordinates. EFFECT: improved functional reliability of proposed transducer. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения и перемещения различных объектов, например грохотов. The invention relates to measuring technique and can be used to control the position and movement of various objects, such as screens.

Известен трансформаторный датчик перемещений, содержащий магнитопровод с катушками возбуждения и четырьмя наконечниками, между которыми расположен якорь и которые снабжены измерительными катушками (Агейкин Д.И. и др. Датчики систем автоматического контроля и регулирования, Машгиз, М.,1959, с.166). Known transformer displacement sensor containing a magnetic circuit with excitation coils and four tips, between which there is an anchor and which are equipped with measuring coils (Ageikin DI and others. Sensors of automatic control and regulation systems, Mashgiz, M., 1959, p.166) .

Недостатком известного датчика является то, что он не позволяет определить направление перемещения. A disadvantage of the known sensor is that it does not allow to determine the direction of movement.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является индуктивно-трансформаторный датчик контроля перемещений, содержащий магнитопровод с четырьмя наконечниками, снабженный первичной и вторичными обмотками, ферромагнитный якорь, при этом сердечник датчика представляет собой два расположенных взаимно перпендикулярно Ш-образных магнитопровода, первичная обмотка расположена на одном общем центральном стержне, а якорь представляет собой прямоугольную пластину, расположенную так, что центры ее сторон находятся напротив центров стержней, несущих вторичные обмотки (авт. свид. СССР N 665202, кл. GOB 7/00; GOP 3/52, 1978, прототип). The closest in technical essence to the invention is an inductive transformer displacement control sensor containing a magnetic circuit with four tips, equipped with primary and secondary windings, a ferromagnetic armature, while the sensor core is two mutually perpendicular Sh-shaped magnetic circuits, the primary winding is located on one a common central rod, and the anchor is a rectangular plate located so that the centers of its sides are opposite the center ditch of rods carrying secondary windings (ed. certificate. USSR N 665202, class GOB 7/00; GOP 3/52, 1978, prototype).

Недостатком данного датчика является то, что он не позволяет осуществлять одновременное измерение и суммирование перемещении двух объектов. The disadvantage of this sensor is that it does not allow the simultaneous measurement and summation of the movement of two objects.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей датчика путем обеспечения одновременного измерения и суммирования перемещений двух объектов. Для этого индуктивно-трансформаторный датчик контроля перемещений, содержащий крестообразный сердечник в виде двух расположенных взаимно перпендикулярно Ш-образных магнитопроводов, стержни которых направлены в одну сторону, ферромагнитный якорь в виде прямоугольной пластины, расположенной так, что центры ее сторон находятся напротив центров стержней магнитопроводов, первичную обмотку, расположенную на общем центральном стержне, расположенные на крайних стержнях магнитопроводов две пары вторичных обмоток, снабжен дополнительным крестообразным сердечником в виде двух расположенных взаимно перпендикулярно Ш-образных магнитопроводов, керны которых совмещены с кернами основных магнитопроводов, а стержни направлены в противоположную основным стержням сторону, дополнительным ферромагнитным якорем в виде прямоугольной пластины, расположенной так, что центры ее сторон находятся напротив центров стержней дополнительных магнитопроводов, дополнительной первичной обмоткой, расположенной на общем центральном стержне дополнительных магнитопроводов, и расположенными на крайних стержнях дополнительных магнитопроводов двумя парами дополнительных вторичных обмоток, все вторичные обмотки включены по мостовой схеме измерения, а основная и дополнительная первичные обмотки включены параллельно. The objective of the invention is to expand the functionality of the sensor by providing simultaneous measurement and summation of the movements of two objects. For this, an inductive-transformer displacement control sensor containing a cross-shaped core in the form of two Sh-shaped magnetic circuits arranged mutually perpendicularly, the rods of which are directed in one direction, a ferromagnetic armature in the form of a rectangular plate located so that the centers of its sides are opposite the centers of the magnetic circuits, the primary winding located on a common central rod, two pairs of secondary windings located on the extreme terminals of the magnetic cores are provided with an additional with a natural-shaped core in the form of two W-shaped magnetic cores arranged mutually perpendicularly, the cores of which are aligned with the cores of the main magnetic cores, and the rods are directed in the direction opposite to the main rods, with an additional ferromagnetic armature in the form of a rectangular plate located so that the centers of its sides are opposite the centers of the additional rods magnetic cores, an additional primary winding located on a common central core of additional magnetic cores, and located on the extreme rods of additional magnetic circuits with two pairs of additional secondary windings, all secondary windings are connected according to the bridge measurement circuit, and the main and additional primary windings are connected in parallel.

Такое выполнение датчика позволяет осуществить одновременное измерение и суммирование перемещений двух объектов. This embodiment of the sensor allows for simultaneous measurement and summation of the movements of two objects.

На чертеже схематично изображен описываемый датчик. The drawing schematically depicts the described sensor.

Индуктивно-трансформаторный датчик контроля перемещений содержит крестообразный сердечник 1, якорь 2, первичную обмотку 3 и вторичные обмотки 4-7. Inductive-transformer displacement control sensor contains a cross-shaped core 1, an armature 2, a primary winding 3 and secondary windings 4-7.

Сердечник 1 состоит из двух расположенных взаимно перпендикулярно Ш-образных магнитопроводов, стержни которых направлены в одну сторону. Якорь 2 представляет собой ферромагнитную пластину, расположенную так, что центры ее сторон находятся напротив центров стержней магнитопроводов. На общем центральном стержне Ш-образных магнитопроводов расположена первичная обмотка 3, а на крайних стержнях расположены вторичные обмотки 4-7. The core 1 consists of two mutually perpendicular W-shaped magnetic cores, the rods of which are directed in one direction. Anchor 2 is a ferromagnetic plate located so that the centers of its sides are opposite the centers of the rods of the magnetic cores. The primary winding 3 is located on the common central rod of the W-shaped magnetic circuits, and the secondary windings 4-7 are located on the extreme rods.

Вторичные обмотки противоположных стержней соединены по дифференциальной схеме, при этом каждая пара обмоток обеспечивает регистрацию смещения якоря вдоль одного из взаимно перпендикулярных направлений. The secondary windings of opposite rods are connected in a differential circuit, with each pair of windings registering the displacement of the armature along one of the mutually perpendicular directions.

Датчик снабжен дополнительным крестообразным сердечником 8, состоящим из двух расположенных взаимно перпендикулярно Ш-образных магнитопроводов, стержни которых направлены в противоположную основным стержням сторону, а керн совмещен с керном основного магнитопровода 1, дополнительными аналогичными якорем 9 в виде прямоугольной пластины, расположенной так, что центры ее сторон находятся напротив центров стержней дополнительных магнитопроводов, первичной обмоткой 10, расположенной на общем центральном стержне дополнительного магнитопровода 8, и расположенными на крайних стержнях дополнительных магнитопроводов двумя парами дополнительных вторичных обмоток 11-14. Пары дополнительных вторичных обмоток 11-14, расположенные на противоположных стержнях, соединены по дифференциальной схеме и обеспечивают регистрацию смещения дополнительного якоря 9 вдоль одного из взаимно перпендикулярных направлений. The sensor is equipped with an additional cross-shaped core 8, consisting of two Ш-shaped magnetic circuits arranged mutually perpendicularly, the rods of which are directed in the direction opposite to the main rods, and the core is aligned with the core of the main magnetic circuit 1, additional similar to the anchor 9 in the form of a rectangular plate located so that the centers its sides are opposite the centers of the rods of the additional magnetic cores, the primary winding 10 located on the common central rod of the additional magneto oestrus 8, and arranged on the outer rods additional cores two additional pairs of secondary windings 11-14. Pairs of additional secondary windings 11-14 located on opposite rods are connected by a differential circuit and provide registration of the displacement of the additional armature 9 along one of the mutually perpendicular directions.

Основная и дополнительная первичные обмотки соединены параллельно, а все вторичные обмотки - по мостовой схеме измерения. The primary and secondary primary windings are connected in parallel, and all secondary windings are connected according to a bridge measurement circuit.

В целом магнитная система датчика может быть представлена в виде расположенных взаимно перпендикулярно двух Ш-образных сердечников, стержни которых направлены противоположно, а центральные стержни являются общими, и двух оппозитно расположенных и выполненных каждый в виде прямоугольной пластины ферромагнитных якорей. In general, the magnetic system of the sensor can be represented in the form of two W-shaped cores located mutually perpendicular, the rods of which are directed opposite, and the central rods are common, and of two opposite and made each in the form of a rectangular plate of ferromagnetic anchors.

Датчик работает следующим образом. The sensor operates as follows.

В исходном положении при подаче напряжения переменного тока на первичные обмотки 3 и 10 на всех вторичных обмотках 4-7 и 11-14 индуктируется одинаковый по величине сигнал, поэтому на выходе каждой дифференциальной системы сигнал отсутствует. При относительном смещении основных якоря 2 и магнитопровода 1 в любом направлении на выходе каждой дифференциальной системы появляется сигнал, пропорциональный смещению, а фаза сигнала определяется направлением этого смещения. In the initial position, when an alternating current voltage is applied to the primary windings 3 and 10, a signal of the same magnitude is induced on all secondary windings 4-7 and 11-14, so there is no signal at the output of each differential system. With a relative displacement of the main armature 2 and the magnetic circuit 1 in any direction, a signal proportional to the displacement appears at the output of each differential system, and the phase of the signal is determined by the direction of this displacement.

Аналогично при относительном смещении дополнительных якоря 9 и магнитопровода 8 в любом направлении на выходе каждой дифференциальной системы появляется сигнал, пропорциональный смещению, а фаза сигнала определяется направлением этого смещения. Similarly, with a relative displacement of the additional armature 9 and the magnetic circuit 8 in any direction, a signal proportional to the displacement appears at the output of each differential system, and the phase of the signal is determined by the direction of this displacement.

Поскольку все вторичные обмотки соединены по мостовой схеме, результирующий выходной сигнал будет равен алгебраической сумме взаимных перемещений основных и дополнительных якорей и магнитопроводов. Since all secondary windings are connected in a bridge circuit, the resulting output signal will be equal to the algebraic sum of the mutual displacements of the primary and secondary anchors and magnetic cores.

Claims

Inductive-transformer displacement control sensor containing a cross-shaped core in the form of two Sh-shaped magnetic circuits arranged mutually perpendicularly, the rods of which are directed in one direction, a ferromagnetic armature in the form of a rectangular plate located so that the centers of its sides are opposite the centers of the magnetic circuits, the primary winding located on a common central rod, located on the extreme terminals of the magnetic cores two pairs of secondary windings, characterized in that it is equipped with an additional cross-shaped core in the form of two W-shaped magnetic cores arranged mutually perpendicular, the cores of which are aligned with the cores of the main magnetic cores, and the rods are directed in the direction opposite to the main rods, with an additional ferromagnetic anchor in the form of a rectangular plate located so that the centers of its sides are opposite the centers of the rods additional magnetic cores, an additional primary winding located on a common central core of additional magnetic cores, and p located on the extreme rods of the additional magnetic circuits with two pairs of additional secondary windings, all secondary windings are connected according to the bridge measurement circuit, and the primary and secondary primary windings are connected in parallel.