SU1128685A1

SU1128685A1 - Induction transducer of linear motion

Info

Publication number: SU1128685A1
Application number: SU833624690A
Authority: SU
Inventors: Ю.А. Парюгин; О.В. Рожнов; В.М. Карабанов; В.М. Кашин
Original assignee: Предприятие П/Я А-7755
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1983-06-10
Publication date: 1990-01-15

Abstract

ИНДУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕ1Г1ЕНИЙ, содержащий две последовательно встречно включенные обмотки в форме трапеций с обращенными в противоположные стороны параллельными одноименными основани ми и размещенный на продольной оси симметрии между ними ферромагнитный корь, отличающийс тем, что, с целью повышени точности путем устранени погрепшости от смещени кор н поперечной плоскости, он снабжен двум дополнительными обмотками , выполненными аналогично основным обмоткам, пары обмоток с обращенными в одну сторону малыми основани ми трапеций размещены в плоскост х, наклонных друг к другу под углом, сход щимс в сторону малых оснований трапеций и включены между собой согласно , а ферромагнитный корь выполнен в виде тела вращени , диаметр которого меньше, чем рассто ние меж ду малыми основани ми трапеций о (/)INDUCTIVE TRANSFORMER OF LINEAR SHIFTS, containing two successively connected windings in the form of trapeziums with parallel, parallel, like-named bases and located on the longitudinal axis of symmetry between them, ferromagnetic measles, characterized in that, in order to improve accuracy by eliminating scars, they offset from the ferromagnetic measles, which in order to improve accuracy by eliminating scars from them offset from the ferromagnetic measles, differing in that, in order to improve accuracy by eliminating scars from them, they offset from the ferromagnetic measles, so as to improve accuracy by eliminating scaffold from offset with offset from the ferromagnetic measles, which in order to improve accuracy by eliminating scatter from them. transverse plane, it is equipped with two additional windings, made similar to the main windings, a pair of windings with one side facing On the small bases, the trapeziums are located in planes inclined towards each other at an angle converging towards the small bases of the trapeziums and are interconnected according to each other, and the ferromagnetic measles are made in the form of a body of rotation whose diameter is smaller than the distance between the small bases. mi trapezoid about (/)

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл контрол линейных перемещений объектов вдоль продольной оси при возможности одновременных небольших смещений в поперечной плоскости.The invention relates to a measurement technique and can be used to control linear movements of objects along the longitudinal axis with the possibility of simultaneous small displacements in the transverse plane.

Известен индуктивный преобразователь перемещений, содержащий пару обмоток трапецеидальной формы и ферромагнитный корь со скошенными боковыми поверхност ми.An inductive displacement transducer is known, comprising a pair of trapezoidal windings and ferromagnetic measles with bevelled side surfaces.

Его недостатком вл етс низка точность, обусловленна нестабильностью зазора между корем и торцевой плоскостью трапецеидальных обмоток.Its disadvantage is low accuracy, due to the instability of the gap between the core and the end plane of the trapezoidal windings.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению вл етс индуктивный преобразователь линейных перемещений, содержащий две последовательно встречно включенные обмоткиThe closest to the invention according to the technical solution is an inductive linear displacement transducer, containing two successively connected windings

в форме трапеций с обращенными в противоположные стороны параллельными одноименными основани ми и размещенный на продольной оси симметрии между ними ферромагнитный корь. Обе обмотки установлены в параллельных плоскост х, а корь выполнен в виде пр моугольного стержн , обращенного торцами к плоскост м трапецеидальных обмоток..in the form of trapeziums with oppositely facing parallel bases of the same name and placed on the longitudinal axis of symmetry between them ferromagnetic measles. Both windings are installed in parallel planes, while the measles is made in the form of a rectangular rod facing to the planes of trapezoidal windings with the ends.

Недостатком этого преобразовател вл етс низка точность, обусловленна погрешностью от смещений кор в поперечной плоскости, перпендикул рной продольной оси симметрии.The disadvantage of this converter is low accuracy, due to the error of core displacements in the transverse plane, perpendicular to the longitudinal axis of symmetry.

Целью изобретени вл етс повьш1ение точности путем устранени погрешности от смещений кор в поперечной плоскости. Эта цель достигаетс тем, что индуктивный преобразователь линейных перемещений, содержащий две последовательно встречно включенные обмоткив форме трапеций с обращенными в противоположные стороны параллельными одноименными основани ми и размещенный на продольной оси симметрии между ними ферромагнитный корь, снабжен двум дополнительными обмотками , вьтолненными аналогично основным обмоткам, пары обмоток с обращен ными в одну сторону мальми основани ми трапеций размещены в плоскост х, наклоненных друг к другу под углом, сход щимс в сторону малы: оснований трапеций, и включены между собой согласно , а ферромагнитный корь выпол нен в виде тела вращени , диаметр ко торого меньше, чем рассто ние между малыми основани ми трапеций. На чертеже приведено схематическо изображение преобразовател . Преобразователь содержит основную обмотку 1 в форме трапеции с малым основанием, обращенным вниз, основную обмотку 2 в форме трапеции с малым основанием, обращенным в противо положную сторону, т.е. вверх, выполненные аналогично основньш обмоткам 1 и 2 дополнительные обмотки 3 и 4, и ферромагнитный корь 5, которЕ й вы полнен в виде тела вращени и размещен между обмотками 1-4 на продольно оси 6 симметрии преобразовател , котора совпадает с направлением контролируемых перемещений и с продольной осью кор 5. Основна обмотка 1 и дополнительна обмотка 3, образующие пару обмоток с обращенными в одну сторону малыми основани ми трапеций, включены между собой последовательно согласно и размещены в наклоненных друг к дру гу плоскост х, образующих угол о( и сход щихс к малым основани м трапеций , рассто ние между которыми равно Ь. Пары обмоток 1,3 и 2,4 соедине ны метзду собой встречно и подключены к вторичному преобразователю индуктивного сопротивлени в электрически сигнал (на чертеже не показан). 51корь 5 вьшолнен. с возможностью перемещени как вдоль оси 6 продольной симметрии преобразовател , совпа дающей с осью Z, так и с возможность малых перемещений ( дрейфа ) в направлени х по ос м X и Y, перпендикул рных к оси Z, а также с возможностью вращени вокруг собственной оси Якорь 5 выполнен с диаметром, меньшим чем рассто ние b между малыми основани ми трапеций, Мин;1мальньм размер диаметра и высоты кор выбираетс исход из требований к чувствительности преобразовател и диапазону контролируемых перемещений. Преобразователь работает следующим образом. Исходным положением кор 5 вл етс центр поперечной симметрии преобразовател на Оси 6, соответствующий точке ее пересечени с плоскостью медиан трапеций. В этом положении индуктивные сопротивлени всех обмоток равны и выходной сигнал преобразовател равен нулю. При перемещении кор 5, например вверх, в положение, указанное на чертеже, уменьщаетс рассто ние от кор до плоскостей пары обмоток 1 и 3, что приводит к возрастанию их суммарной индуктивности . Одновременно увеличиваетс рассто ние кор 5 до плоскостей пары обмоток 2 и 4, что приводит к уменьшению их суммарной индуктивности. Изменение индуктивньгх сопротивлений этих пар обмоток в противоположных направлени х преобразуетс с помощью вторичного преобразовател в пропорциональную величину электрического сигнала. Вследствие дифференциального встречного включени пар обмоток 1,3 и 2,4 обеспечиваетс линейность преобразовани контролируемого продольного перемещени кор 5 в электрический сигнал Так как корь 5 обладает симметричной формой относительно своей оси, его вращение, очевидно , не приводит к изменению величин индуктивностей обмоток 1-4 При отклонении кор 5 от оси 6 симметрии в поперечной плоскости по направлени м X и Y суммарна индуктивность пар обмоток 1,3 и 2,4 остаетс посто нной с точностью до величины первого пор дка малости, так как индуктивность одной из обмоток пары возрастает , а другой обмотки падает Имеющиес незначительные измерени суммарной индуктивности обмоток каждой пары совпадают по закону. При этом, вследствие дифференциального включени , разность изменений суммарной индуктивности пар обмоток имеет величину второго пор дка малости, т.е. практически не зависит от поперечных отклонений кор 5 от оси симметриив поперечной плоскости. Таким образом , несмотр на смещени кор в поперечной плоскости или его вращение выходной сигнал преобразовател остаетс неизменным и поэтому погрешность от смещени кор в поперечной плоскости отсутствует За счет этого обеспечиваетс повышение точностиThe aim of the invention is to increase the accuracy by eliminating the error from the displacement of the core in the transverse plane. This goal is achieved by the fact that an inductive linear displacement transducer, containing two successively opposite windings in the form of trapeziums with oppositely facing parallel bases of the same name and placed on the longitudinal axis of symmetry between them ferromagnetic measles, is equipped with two additional windings, similar to the main windings, pair windings with one-sided Malmie bases of trapeziums are placed in planes inclined to each other at an angle, converging The ms in the direction are small: the bases of the trapezium, and are included among themselves according to, and the ferromagnetic measles is made in the form of a body of rotation, the diameter of which is smaller than the distance between the small bases of the trapezium. The drawing shows a schematic representation of the Converter. The converter contains the main winding 1 in the form of a trapezoid with a small base facing downwards, the main winding 2 in the form of a trapezoid with a small base facing the opposite side, i.e. the additional windings 3 and 4, similar to the main windings 1 and 2, and the ferromagnetic measles 5, which is made in the form of a body of rotation and placed between the windings 1-4 on the longitudinal axis 6 of the converter symmetry, which coincides with the direction of the controlled movements and the longitudinal axis of the core 5. The main winding 1 and the additional winding 3, which form a pair of windings with small bases of trapezium facing in one direction, are connected in series according to each other and placed in planes inclined to each other, angle (and converging to small bases of the trapezium, the distance between them is b. The pairs of windings 1, 3 and 2 are connected oppositely and connected to the secondary converter of the inductance into an electrically signal (not shown) 51core 5 is executable with the possibility of moving both along the axis 6 of the longitudinal symmetry of the converter coinciding with the Z axis, and with the possibility of small displacements (drift) in the axes directions X and Y perpendicular to the Z axis, as well as with the possibility of rotation around its own axis Anchor 5 is made with a diameter smaller than the distance b between the small bases of the trapezium, Min; 1, the size of the diameter and height of the core is selected based on the sensitivity requirements of the converter and the range of controlled movements. The Converter operates as follows. The initial position of the core 5 is the center of transverse symmetry of the transducer on Axis 6, which corresponds to the point of its intersection with the plane of the medians of the trapeziums. In this position, the inductive resistances of all the windings are equal and the output signal of the converter is zero. When moving the core 5, for example upwards, to the position indicated in the drawing, the distance from the core to the planes of the pair of windings 1 and 3 decreases, which leads to an increase in their total inductance. At the same time, the distance of the core 5 to the planes of the pair of windings 2 and 4 increases, which leads to a decrease in their total inductance. A change in the inductance of these pairs of windings in opposite directions is converted by the secondary converter into a proportional amount of an electrical signal. Due to the differential counter-coupling of winding pairs 1.3 and 2.4, linear transformation of the controlled longitudinal movement of the core 5 into the electrical signal is ensured. Since the measles 5 have a symmetrical shape about its axis, its rotation obviously does not change the values of the windings inductances 1-4 When the core 5 deviates from the axis of symmetry 6 in the transverse plane in the X and Y directions, the total inductance of the winding pairs 1,3 and 2.4 remains constant up to the value of the first order of smallness, as inductance of one pair of windings is increased, and the other winding falls Commercially minor measuring the total inductance of the windings of each pair coincide by law. At the same time, due to differential switching on, the difference of changes in the total inductance of the winding pairs has a value of the second order of smallness, i.e. practically does not depend on the transverse deviations of the core 5 from the symmetry axis of the transverse plane. Thus, despite the displacement of the core in the transverse plane or its rotation, the output signal of the converter remains unchanged and therefore there is no error due to the displacement of the core in the transverse plane. This provides an increase in accuracy

данного преобразовател по сравнению с известным.This converter compared with the known.

Кроме того, корь а предлагаемом преобразователе может быть выполнен с меньпшми линейными размерами (диаметром ) , чем в известном, что ведет к уменызению его массы Таким образом , предложенный преобразователь оказывает меньшее воздействие на объект контрол и может быть применен дл решени более широкого круга задаIn addition, the proposed converter can be made with smaller linear dimensions (diameter) than in the known one, which leads to a decrease in its mass. Thus, the proposed converter has less effect on the test object and can be used to solve a wider range of problems.

Claims

An INDUCTIVE LINEAR MOVEMENT CONVERTER containing two successively opposing trapezoidal windings with parallel same-named bases and placed on the longitudinal axis of symmetry between them with a ferromagnetic armature, characterized in that, in order to increase accuracy by eliminating the error from the transverse armature plane, it is equipped with two additional windings, made similar to the main windings, a pair of windings with one side facing small and the bases of the trapezoid are placed in planes inclined to each other at an angle converging towards the small bases of the trapezoid and are included according to each other, and the ferromagnetic armature is made in the form of a body of revolution, the diameter of which is less than the distance between the small bases of the trapezoid "