SU1052841A1 - Inductive transducer of linear displacement - Google Patents

Inductive transducer of linear displacement Download PDF

Info

Publication number
SU1052841A1
SU1052841A1 SU823416897A SU3416897A SU1052841A1 SU 1052841 A1 SU1052841 A1 SU 1052841A1 SU 823416897 A SU823416897 A SU 823416897A SU 3416897 A SU3416897 A SU 3416897A SU 1052841 A1 SU1052841 A1 SU 1052841A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
section
sections
turns
armature
core
Prior art date
Application number
SU823416897A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Александрович Сельский
Станислав Андреевич Монахов
Игорь Николаевич Кобылкин
Ростислав Борисович Головачев
Original Assignee
Центральное Конструкторское Бюро Госстандарта Ссср
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 Центральное Конструкторское Бюро Госстандарта Ссср filed Critical Центральное Конструкторское Бюро Госстандарта Ссср
Priority to SU823416897A priority Critical patent/SU1052841A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1052841A1 publication Critical patent/SU1052841A1/en

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

Изобретение относитс  к контроль но-иэмерительной технике и может быть использовано дл  точных измере ний линейных перемещений в различных отрасл х народного хоз йства, например дл  измерени  размеров в машиностроении или деформаций при прочностных иопытани х. Известен индуктивный датчик перемещений , содержащий подвижный сер дечник и две соосно расположенные основные и одну дополнительную (ком пенсационную) секцию катушки индук тивности . Источник питани  подклю чён через резистор к одной из осчрвых секций, а измерительна  схема ко всем трем секци м, соединенным последовательно к резистору. Дополнительна  секци , включенна  встречно с второй секцией и согласн с первой, служит дл  компенсации ЭД наведенной во второй секции в исход ном (полностью выведенном) положении подвижного сердечника ClJ. Недостатком данного датчика  вл етс  сложность схемного и конструктивного выполнени , увеличивающие его стоимость. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  индуктивный преобразователь линейных перемещений, содержащий стаканообразный магнитопровод с отверстием в донышке, размещенную внутри магнитопровода катушку н д55,ктивности/ подключенную к источнику питани , и установленный с воз можностью перемещени  вдоль оси катушки ферромагнитный  корь C2J. Катушка индуктивности состоит из двух идентично выполненных и сое диненных встречно секций, которые включаютс , например, в разные плечи мостовой схемы, благодар  чему обеспечиваетс  частична  компенсаци  нелинейности выходной характеристики преобразовани , котора  имеет квадратичный характер и повышение чувствительности преобразова- тел . Однако известна  компенсаци  нелинейности обеспечиваетс  достаточно точно только при строго симметри ном исходном (нулевом) положении  кор  относительно дифференциально соединенных секций катушки преобразовател/f , а также при вьтолнении достаточно жестких требований к точ ности изготовлени  этих секций, однородности материала магнитопровода и  кор  при минимальных зазорах. Ми нимизаци  зазоров в свою очередь приводит к значительному- увеличению случайной составл ющей погрешности измерений, что понижает точность из мерени  . Цель изобретени  - повышение точ ности и расширение диапазона измер  перемещений путем линеаризации характеристики преобразовани  индуктивного преобразовател  и уменьшени  случайных погрешностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в индуктивном преобразователе линейных перемещений, содержащем ста- канообразный магнитопровод с отверстием в донышке, размещенную внутри магнитопровода катушку индуктивности , подключенную к источнику питаний , и установленный с возможностью перемещени  вдоль оси катушки ферромагнитный  корь, катушка индуктивности разделена на две секции, одна из которых с числом витков, превышающим число витков в другой секции на 10-20%, предназначена дл  съема выходного сигнала, а друга  секци  дл  компенсации нелинейности характеристики преобразовани , компенсационна  секци  размещена на длине, равной максимальному диапазону измер емых перемещений, а воздушный 3a3ot между стенкой отверсти  в доньпике магнитопровода и  корем установлен по минимуму изменени  индуктивности секций катугдки от поперечного смещени   кор . На чертеже схематично представлен предлагаеюлй преобразователь, продольный разрез. Преобразователь содержит магиитопровод 1, выполненный в виде стакана с отверстием в доньадке, подпружиненный ферромагнитный  корь 2 и катушку индуктивности, состо щую из двух секций: секции 3 дл  съема выходного сигнала, к которой подключена измерительна  схема (не показа на), и компенсационной секции 4, предназначенной дл  компенсации нелинейности характеристики преобразовани . Обе секции расположены соосно, причем длина компенсационной секции устанавливаетс  равной максимальному диапазону измер емых перемещений. Электрически эти секции соединены согласно последовательно , а число витков в них отличаетс  на 10-20%. Преобразователь работает следующим образом. При перемещении ферромагнитного  кор  2 измен етс  индуктивность секций 3 и 4 катушки индуктивности преобразовател  вследствие того, что измен етс  площадь поверхности  кор , в которую вход т (выход т) магнитные силовые линии. При этом индуктивность секций 3 и 4 катушки преобразовател  измен етс  по нелинейному (практически квадратичному ) закону, что обусловлено изменением числа витков, пронизываемых магнитным потоком, проход щим через  корь 2. Компенсационна  секци  4, число витков в которой на 10-20% меньше числа витков в секции 3 дл  съема выходного сигнала, позвол ет осуществить коррекцию этой нелинейности за счет изменени  вза имоиндукции между этими секци ми, величина которой суммируетс  с индукцией секци 3 дл  съема выходного сигналаи Это приводит к линеаризации эквивалентной индуктивности П1 образовате;1Я, что обуславливает линейное изменение модул  выходного напр жени , снимаемого с секции 3, 8 зависимости от осевого перемещени   кор .2, : Необходиное соотношение витков с емной и компенсационной секции 3 |И 4 катушки индуктивности определ етс  выражением Где W/, с витков компенсационной и съемной секции 4 и 3, катушки пре образовател  соответственно G0 ,1,0 - начальна  магнитна  пр водимость и индуктивность съемной секции в нулевом положении  кор i магнитное сопротивление воздушного зазора между стенкой отверсти  в донышке магнитопровода 1 и  корем 2. Величина воздушного зазора устанавливаетс  по минимуму изменени - иН дуктивности секций катушки преобразовател  от поперечного смещени   кор  согласно условию куда следует, что , где С - коэффициен пропорционгшьности Благодар  более точной коррекции нелинейности во всем диапазоне измер емых перемещений и уменьшению случайных погрешностей в результате оптимизации величины воздушного зазора повышаетс  точность измерений и расшир етс  диапазон измер емых перемещений.The invention relates to monitoring and measuring equipment and can be used to accurately measure linear displacements in various sectors of the national economy, for example, to measure dimensions in mechanical engineering or deformations during strength and experimentation. An inductive displacement sensor is known that contains a moving core and two coaxially arranged main and one additional (compensation) section of the induction coil. The power supply is connected through a resistor to one of the secondary sections, and the measuring circuit is connected to all three sections connected in series to the resistor. The additional section, which is connected in opposition to the second section and agrees with the first, serves to compensate for the ED induced in the second section in the initial (fully extended) position of the moving core ClJ. The disadvantage of this sensor is the complexity of the circuit and design implementation, increasing its cost. The closest to the present invention is an inductive linear displacement transducer containing a glass-like magnetic circuit with a hole in the bottom, placed inside the magnetic core of the coil n d55, efficiency / connected to the power source, and installed with the possibility of moving along the coil axis ferromagnetic core C2J. The inductor consists of two identically made and connected counter sections, which are included, for example, in different shoulders of the bridge circuit, thus providing partial compensation for the nonlinearity of the output characteristic of the conversion, which is quadratic and increases the sensitivity of the converters. However, the known non-linearity compensation is provided fairly accurately only when the core is strictly symmetric (zero) in respect of the differentially connected sections of the / f converter coil, and also when sufficiently stringent requirements are imposed on the manufacturing accuracy of these sections, the uniformity of the magnetic core material and the core with minimal gaps. Minimizing gaps in turn leads to a significant increase in the random component of the measurement error, which reduces the accuracy of the measurement. The purpose of the invention is to improve the accuracy and expand the range of displacement measurements by linearizing the transform characteristic of the inductive transducer and reducing random errors. The goal is achieved by the fact that in an inductive linear displacement transducer containing a stacked magnetic core with a hole in the bottom, a coil of inductance connected to a power source, and a ferromagnetic core mounted for movement along the coil axis, is divided into two sections one of which, with the number of turns exceeding the number of turns in the other section by 10-20%, is designed to pick up the output signal, and the other section to compensate the nonlinearity of the conversion characteristic, the compensation section is placed at a length equal to the maximum range of measured displacements, and the air 3a3ot between the wall of the hole in the bottom of the magnetic core and the core is set to minimize the inductance change of the sections of the capacitor from the transverse displacement of the core. The drawing shows schematically the proposed converter, a longitudinal section. The converter contains a magnetizing conduit 1, made in the form of a cup with a hole in the plug, spring-loaded ferromagnetic measles 2 and an inductance coil consisting of two sections: section 3 for removing the output signal to which the measuring circuit is connected (not shown), and compensation section 4 designed to compensate for the nonlinearity of the transform characteristic. Both sections are aligned, and the length of the compensation section is set equal to the maximum range of measured displacements. Electrically, these sections are connected in series, and the number of turns differs by 10-20%. The Converter operates as follows. When the ferromagnetic core 2 is moved, the inductance of sections 3 and 4 of the transducer inductance changes as the surface area of the core into which the magnetic lines of force enter (exit) changes. In this case, the inductance of sections 3 and 4 of the converter coil changes according to a nonlinear (almost quadratic) law, which is caused by the change in the number of turns penetrated by the magnetic flux passing through the meter 2. Compensation section 4, the number of turns in which is 10-20% less than turns in section 3 for pickup of the output signal, allows correction of this nonlinearity by changing the mutual induction between these sections, the value of which is summed up with the induction of section 3 for pickup of the output signal. This leads to arization of the equivalent inductance P1 form; 1I, which causes a linear change in the module of the output voltage, taken from section 3, 8 depending on the axial movement of box 2,: The relative ratio of turns from capacitor and compensation section 3 | And 4 inductors is determined by the expression W /, from the turns of the compensation and removable sections 4 and 3, the coils of the converter, respectively, G0, 1.0 - the initial magnetic convergence and inductance of the removable section in the zero position of the core i The gap between the wall of the hole in the bottom of the magnetic circuit 1 and the core 2. The air gap size is determined by the minimum of the change in coercivity of the coil sections of the transducer from the transverse displacement of the core, according to the condition where, where C is the coefficient of proportion due to a more accurate correction of nonlinearity in the whole measurement range displacements and reduction of random errors as a result of optimization of the air gap size increases measurement accuracy and expands the range of measured displacements. y.

Claims (1)

ИНДУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий стаканообразный магнитопровод с отверстием в донышке, размещенную внутри магнитопровода катушку индуктивности', подключенную к источнику п»Тания, и установленный с возмож ностью перемещения вдоль оси катушки ферромагнитный якорь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измеряемых перемещений, катушка индуктивности разделена на две секции, одна из которых с числом витков, превышающим число витков в другой секции на 10-20%, предназначена для съема выходного сигнала, другая секция - для компенсации нелинейности характеристики преобра зования, компенсационная секция размещена на длине, равной максимальному диапазону измеряемых перемещений, а воздушный зазор между стенкой отверстия в донышке магнитопровода и якорем установлен по минимуму изменения индуктивности секций катушки от поперечного смещения якоря.An INDUCTIVE LINEAR MOVEMENT CONVERTER containing a glass-shaped magnetic circuit with a hole in the bottom, an inductor 'located inside the magnetic circuit connected to a source "T", and installed with the possibility of moving along the axis of the coil a ferromagnetic armature, characterized in that, in order to increase accuracy and expand range of the measured displacements, the inductor is divided into two sections, one of which with the number of turns exceeding the number of turns in the other section by 10-20%, is designed to and the output signal, the other section - to compensate for the nonlinearity of transformations of the characteristics, the compensation section is arranged over a length equal to the maximum measured displacement range and the air gap between the wall of the hole in the bottom of a yoke and the armature is set to the minimum change in inductance coil sections of the transverse displacement of the armature. J / ίJ / ί
SU823416897A 1982-04-02 1982-04-02 Inductive transducer of linear displacement SU1052841A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823416897A SU1052841A1 (en) 1982-04-02 1982-04-02 Inductive transducer of linear displacement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823416897A SU1052841A1 (en) 1982-04-02 1982-04-02 Inductive transducer of linear displacement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1052841A1 true SU1052841A1 (en) 1983-11-07

Family

ID=21004489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823416897A SU1052841A1 (en) 1982-04-02 1982-04-02 Inductive transducer of linear displacement

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1052841A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР №386419, кл. G 08 С 9/04, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР W 475499, кл. G 01 В 7/14, 1973 (прототип). () ИНДУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий стаканообразный магнитопровод с отверстием в донышке, размещенную внутри магнитопровода катушку индукти «ости, подключенную к источнику , и установленный с возможностью перемещени вдоль оси катушки ферромагнитный корь, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и расширени диапазона измер емых перемещений, катушка индуктивности разделена на две секции, одна из которых с числом витков, превышающим число витков в другой секции на 10-20%, предназначена дл съема выходного сигнала, друга секци - дл компенсации нелинейности характеристики преобразовани , компенсационна секци размещена на длине, равной максимальному диапазону измер емых перемещений, а воздушный зазор между стенкой отверсти в донышке магнитопровода и корем установлен по минимуму измене(Л ни индуктивности секций катушки от *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4513274A (en) Current transformer for measuring instruments
US5459395A (en) Reduced flux current sensor
SU1052841A1 (en) Inductive transducer of linear displacement
CN110609163A (en) Non-invasive current and voltage metering device
GB2040470A (en) Differential Transformer Metering Displacement
CN113625038A (en) Current measuring device and voltage and current measuring device
SU1223026A2 (en) Eddy-current converter
SU844985A1 (en) Electromagnetic displacement transducer
Saxena et al. Differential inductive ratio transducer with short-circuiting ring for displacement measurement
GB2062254A (en) Inductive Measuring Apparatus for a Controlling or Regulating Member, in Particular of an Internal Combustion Engine
SU894338A1 (en) Differential transformer pickup of linear displacements
RU1812420C (en) Induction movement transducer
JPH0743105A (en) Position transducer
SU905665A1 (en) Compensating dynamometer
GB2026175A (en) Electric energy meter having a current-sensing transformer
SU1569525A1 (en) Differential transformer transducer of linear displacements
SU1747869A1 (en) Microdisplacement differential inductive transducer
SU1308827A2 (en) Induction thickness gauge
SU1420350A1 (en) Eddy current converter
SU1155843A1 (en) Movement transducer
SU1244476A1 (en) Indicator transducer of linear shift
SU372426A1 (en) INDUCTIVE MOVEMENT SENSOR
RU1786367C (en) Inductive linear displacement meter
SU1755328A1 (en) Measuring current converter
SU949516A1 (en) Transformer bridge for measuring complex resistance