RU2605641C1 - Индукционный датчик линейных перемещений - Google Patents

Индукционный датчик линейных перемещений Download PDF

Info

Publication number
RU2605641C1
RU2605641C1 RU2015126370/28A RU2015126370A RU2605641C1 RU 2605641 C1 RU2605641 C1 RU 2605641C1 RU 2015126370/28 A RU2015126370/28 A RU 2015126370/28A RU 2015126370 A RU2015126370 A RU 2015126370A RU 2605641 C1 RU2605641 C1 RU 2605641C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
coil
rod
tube
linear displacement
Prior art date
Application number
RU2015126370/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Павел Вадимович Гробов
Сергей Константинович Крупнов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД"-ОАО "ПМЗ ВОСХОД"
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 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД"-ОАО "ПМЗ ВОСХОД" filed Critical Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД"-ОАО "ПМЗ ВОСХОД"
Priority to RU2015126370/28A priority Critical patent/RU2605641C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2605641C1 publication Critical patent/RU2605641C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/14Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/22Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использован, в частности, в системе управления электрогидравлических и электромеханических приводов летательных аппаратов, где требуется информация о перемещениях исполнительных звеньев. Технический результат: снижение температурной погрешности и повышение симметричности выходной характеристики датчика. Сущность: датчик содержит: корпус, трубку, катушку на каркасе из немагнитного материала, подвижный сердечник, выполненный из магнитомягкого материала, который соединен механически с контролируемым объектом посредством немагнитного штока. Катушка содержит две ступенчатые измерительные обмотки и обмотку возбуждения, выполненную проводом по всей длине рабочего хода датчика. Шток и трубка датчика, находящиеся во внутреннем пространстве катушки датчика, выполнены из титановых сплавов ВТ3-1 или ВТ5-1. 1 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, в системе управления электрогидравлических и электромеханических приводов летательных аппаратов, где требуется информация о перемещениях исполнительных звеньев.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, прототипом, является индукционный датчик линейного перемещения со стальным немагнитным штоком (см. Патент RU 2367901 C1).
Недостатком известного устройства является температурная погрешность и несимметрия выходной характеристики. Это происходит вследствие того, что под воздействием электромагнитного поля, создаваемого обмоткой возбуждения, в немагнитном стальном штоке, который соединяет сердечник с контролируемым объектом, возникают вихревые токи. Эти вихревые токи создают намагничивающую силу, которая работает в противофазе к намагничивающей силе обмотки возбуждения датчика. При этом суммарная намагничивающая сила обмотки возбуждения в пространстве, занимаемом стальным немагнитным штоком, существенно снижается, что вызывает несимметрию выходной характеристики датчика.
Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.
Поставленная задача решается применением титановых сплавов ВТ3-1 и ВТ5-1 для изготовления деталей, находящихся во внутреннем пространстве катушки (шток и трубка).
Так как величина вихревых токов, наводимых в немагнитном стальном штоке, соединяющем сердечник с контролируемым объектом, и немагнитной стальной трубке обратно пропорциональна сопротивлению короткозамкнутого витка, то уменьшить величину вихревых токов можно увеличивая сопротивление короткозамкнутого витка. Так как удельное электрическое сопротивление титана выше, чем у железа, более чем в четыре раза, то применение титановых сплавов вместо стали для изготовления деталей, находящихся во внутреннем пространстве катушки (шток и трубка), существенно снижает величину вихревых токов, наводимых в этих деталях магнитным полем катушки возбуждения. Кроме того, легирование некоторых титановых сплавов (в частности ВТ3-1, ВТ5-1) алюминием дополнительно увеличивает электрическое сопротивление и уменьшает зависимость электрического сопротивления от изменения температуры.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунком 1.
Индукционный датчик линейных перемещений содержит корпус 1, который совместно с трубкой 3 из титанового сплава обеспечивает защиту катушки 2 от воздействия рабочей жидкости, используемой в комплектуемых агрегатах. Внутри катушки находится подвижный сердечник 4, выполненный из магнитомягкого материала, который соединен механически с контролируемым объектом при помощи штока 5 из титанового сплава.
Катушка состоит из обмотки возбуждения и двух сигнальных обмоток.
Обмотка возбуждения наматывается на каркас 6 из немагнитного материала, намотка производится равномерно по всей длине каркаса 6.
Измерительные обмотки расположены таким образом, чтобы при расположении сердечника в центре катушки напряжения на обоих измерительных обмотках были равны, а при смещении сердечника от среднего положения выходные напряжения изменялись пропорционально, на одной увеличиваться, а на другой уменьшаться.
Датчик работает следующим образом.
На обмотку возбуждения подается напряжение питания переменного тока Uпит, по ней начинает протекать переменный ток, который создает магнитный поток. Сердечник 4 усиливает магнитный поток, создаваемый в обмотке возбуждения, и концентрирует его в пространстве вокруг сердечника 4. При нулевом положении сердечника, наводимые в измерительных обмотках токи равны по значению, но противоположны по фазе. При перемещении подвижной части из нулевого положения равновесие нарушается - выходное напряжение одной измерительной обмотки датчика уменьшается, другой - увеличивается.
Применение титановых сплавов вместо стали для изготовления деталей, находящихся во внутреннем пространстве катушки датчика (шток и трубка), снижает температурную погрешность и повышает симметричность выходной характеристики датчика. Применение титановых сплавов марок ВТ3-1 и ВТ5-1 для изготовления деталей, находящихся во внутреннем пространстве катушки датчика (шток и трубка), обусловлено тем, что в этих сплавах в качестве легирующего элемента используется алюминий массовой долей более 4%, что существенно снижает зависимость электрического сопротивления от изменения температуры.
Описанное устройство, испытанное в лабораторных и промышленных условиях, обеспечивало требуемые характеристики в широком температурном диапазоне окружающей среды.

Claims (1)

  1. Индукционный датчик линейных перемещений содержит корпус, трубку, катушку на каркасе из немагнитного материала, подвижный сердечник, выполненный из магнитомягкого материала, который соединен механически с контролируемым объектом посредством немагнитного штока, две ступенчатые измерительные обмотки, обмотку возбуждения, выполненную проводом по всей длине рабочего хода датчика, отличающийся тем, что шток и трубка датчика, находящиеся во внутреннем пространстве катушки датчика, выполнены из титановых сплавов ВТ3-1 или ВТ5-1, что привело к снижению температурной погрешности и повышению симметричности выходной характеристики.
RU2015126370/28A 2015-07-01 2015-07-01 Индукционный датчик линейных перемещений RU2605641C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126370/28A RU2605641C1 (ru) 2015-07-01 2015-07-01 Индукционный датчик линейных перемещений

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126370/28A RU2605641C1 (ru) 2015-07-01 2015-07-01 Индукционный датчик линейных перемещений

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605641C1 true RU2605641C1 (ru) 2016-12-27

Family

ID=57793600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015126370/28A RU2605641C1 (ru) 2015-07-01 2015-07-01 Индукционный датчик линейных перемещений

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605641C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118500450A (zh) * 2024-07-19 2024-08-16 临沂高新区鸿图电子有限公司 用于直线位移测量的行程传感器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1232931A1 (ru) * 1984-12-17 1986-05-23 Ордена Ленина Производственное Энергетическое Объединение "Донбассэнерго" Трансформаторный датчик линейных перемещений
US5010298A (en) * 1988-10-27 1991-04-23 Macome Corporation Variable inductance displacement measuring device with slidable metal sleeve and ferrite bead core
RU2367901C1 (ru) * 2007-12-10 2009-09-20 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Индукционный датчик линейных перемещений
RU2480709C2 (ru) * 2011-06-08 2013-04-27 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" (ОАО "ПМЗ ВОСХОД") Индукционный датчик линейных перемещений
US8542008B2 (en) * 2006-10-05 2013-09-24 Shinko Electric Co., Ltd. Displacement sensor
CN104465044A (zh) * 2013-09-17 2015-03-25 精量电子(深圳)有限公司 线性可变差动变压器及其绕制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1232931A1 (ru) * 1984-12-17 1986-05-23 Ордена Ленина Производственное Энергетическое Объединение "Донбассэнерго" Трансформаторный датчик линейных перемещений
US5010298A (en) * 1988-10-27 1991-04-23 Macome Corporation Variable inductance displacement measuring device with slidable metal sleeve and ferrite bead core
US8542008B2 (en) * 2006-10-05 2013-09-24 Shinko Electric Co., Ltd. Displacement sensor
RU2367901C1 (ru) * 2007-12-10 2009-09-20 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Индукционный датчик линейных перемещений
RU2480709C2 (ru) * 2011-06-08 2013-04-27 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" (ОАО "ПМЗ ВОСХОД") Индукционный датчик линейных перемещений
CN104465044A (zh) * 2013-09-17 2015-03-25 精量电子(深圳)有限公司 线性可变差动变压器及其绕制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118500450A (zh) * 2024-07-19 2024-08-16 临沂高新区鸿图电子有限公司 用于直线位移测量的行程传感器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6364092B2 (ja) リニアアクチュエータにおける誘導位置センシング
AU2015200452B2 (en) Nuclear magnetic flowmeter and method for operating a nuclear magnetic flowmeter
JP2011521252A (ja) 永久又は可変交番磁場循環センサ及び前記センサを使用する電流センサ
US20150354991A1 (en) Coil arrangement having two coils
RU2605641C1 (ru) Индукционный датчик линейных перемещений
CN101772707B (zh) 用于测量在电导体中流动的电流的装置和方法
Félix et al. Analysis of a ferrofluid core LVDT displacement sensor
Li et al. Novel bidirectional linear actuator for electrohydraulic valves
CN102269734A (zh) 铁磁性缆索金属截面积损失检测方法及其装置
US3173119A (en) Method of making and adjusting transducer
RU2367901C1 (ru) Индукционный датчик линейных перемещений
RU2480709C2 (ru) Индукционный датчик линейных перемещений
US10018656B2 (en) Device, arrangement, and method for measuring a current intensity in a primary conductor through which current flows
JP6934740B2 (ja) 磁化測定方法
JP6155715B2 (ja) 変位センサ
Kluszczyński et al. MR multi disc clutches-construction, parameters and field model
CN112534291A (zh) 具有电流测量互感器的电流测量互感器装置和用于校准电流测量互感器的方法
Reinholz et al. Design and validation of a variable reluctance differential solenoid transducer with an ironless stator
RU2589945C1 (ru) Индукционный датчик линейных перемещений
RU85448U1 (ru) Малогабаритный трансформаторный датчик линейных перемещений
US2469005A (en) Magnetostrictive conditionresponsive apparatus
RU2816442C1 (ru) Электромагнитная система
SU916170A1 (ru) Индукционный датчик i
RU2485439C2 (ru) Индуктивный датчик линейного перемещения
El Fezzani Finite element analysis of a linear actuator used for biomedical application Comparison with Matlab and position sensor