SU1295206A2

SU1295206A2 - Differential-transformer transducer of linear displacements

Info

Publication number: SU1295206A2
Application number: SU853896630A
Authority: SU
Inventors: Сурен Акопович Манукян; Изабелла Робертовна Манукян
Original assignee: Ереванский политехнический институт им.К.Маркса
Priority date: 1985-05-20
Filing date: 1985-05-20
Publication date: 1987-03-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, вл етс усовершен .ствованием авт. св. № 1226016, может быть использовано дл измерени линейных перемещений и повышает чувствительность и точность измерени за счет снижени вли ни неконтролируемых поперечных смещений магнитопрово- да датчика. Дифференциально-траксфор- маторный датчик линейных перемещений содержит Ш-образное основание и закрепленный на нем линейный магнито- провод, имеющий изогнутую форму в ненапр женном состо нии и вьтолнен- ньй из магнитоупругого материала. При закреплении магнитопровода на основании он выпр мл етс , вследствие чего в нем по ил ютс механические напр жели , вызывающие изменени магнитных свойств материала магнитопровода по его длии. По обе стороны от магнитопровода размещены симметрично пары чувствительных элементов, выполненных в виде П-образных сердечников с размещенными на них обмотками возбуждени и считывани . Обмотки возбуждени каждой из пар включены последовательно-согласно , а между парами .- последовательно-встречно. Обмотки считывани в каждой паре включены последовательно-встречно, а между парами - последовательно-согласно . При продольных перемещени х маг-- нитопровода относительно чувствительных элементов в них навод тс сигналы, которые алгебраически суммируютс на выходе датчика При поперечных смещени х магнитопровода, перпендикул рньк контролируемому продольному перемещению, наводимые в обмотках считывани чувствительных элементов сигналы вычитаютс , что компенсирует вли ние этих смещений и повышает точность измерений. 2 ил. § сл с кThe invention relates to the measurement technique, is an improvement of the author. St. No. 1226016, can be used to measure linear displacements and increases the sensitivity and accuracy of the measurement by reducing the effect of uncontrolled transverse displacements of the magnetic circuit of the sensor. Differential-traxformator sensor of linear displacements contains a W-shaped base and a linear magnetic wire fixed to it, having a curved shape in an unstressed state and made of a magnetoelastic material. When the magnetic core is fastened on the base, it is rectified, as a result of which mechanical stresses appear, causing changes in the magnetic properties of the magnetic core material along its length. On both sides of the magnetic circuit are placed symmetrically a pair of sensitive elements, made in the form of U-shaped cores with the excitation and reading windings placed on them. The excitation windings of each pair are connected in series according to, and between pairs. In series, in opposite direction. The reading windings in each pair are connected in series-opposite, and between pairs - in series-in compliance. When the longitudinal displacements of the magnetic conductor with respect to sensitive elements, they induce signals that algebraically summed at the output of the sensor. For transverse displacements of the magnetic circuit, the perpendicular to the controlled longitudinal displacement induced by the windings of the sensing element readings signals are subtracted, which compensates for the effects of these displacements and improves measurement accuracy. 2 Il. § cl with to

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, может быть использовано дл измерени линейных перемещений объектов и вл етс усовершенствованием изобретени по авт. св № 1226016.The invention relates to a measurement technique, can be used to measure linear movements of objects, and is an improvement of the invention according to the authors. Saint Number 1226016.

Цель изобретени - повьшение чувствительности точности измерени перемещений за счет снижени вли ни неконтролируемых поперечных смещений магнитопровода благодар реализации дифференциального метода измерений.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the measurement accuracy of displacements by reducing the effect of uncontrolled transverse displacements of the magnetic circuit due to the implementation of a differential measurement method.

На фиг. 1 представлен датчик, общий вид; на фиг. 2 - магнитопровод . до его закреплени на основании датчика .FIG. 1 shows the sensor, a general view; in fig. 2 - magnetic core. before attaching it to the sensor base.

Дифференциально-трансформаторный датчик линейных перемещений содержит Ш-образное основание 1 со средним выступом 2 и двум крайними выступами 3 и i . Линейный магнитопровод 5, вьшолненный в виде пластины из маг- нитоупругого материала, защемлен в центре на выступе 2 основани I, а концами контактирует с нат гом с крайними выступами 3 и 4 этого основани . До размещени магнитопровода 5 на основании 1 он имеет соответст- Differential-transformer sensor linear displacement contains W-shaped base 1 with an average protrusion 2 and two extreme protrusions 3 and i. The linear magnetic core 5, made in the form of a plate of a magnetoelastic material, is clamped in the center on the protrusion 2 of the base I, and with its ends it contacts the tension with the extreme projections 3 and 4 of this base. Before placing the magnetic core 5 based on 1, it has a corresponding

вующую форму (фиг. 2). Вследствие деформации в магнитопроводе 5 возникают механические напр жени , вызывающие , изменени магнитной проницаемости , а, следовательно, и магнитно го сопротивлени по его длине. Эти изменени имеют разные знаки на его верхней и нижней поверхност х. С одной стороны от магнитопровода 5 с одинаковым зазором относительно него размещена пара основных чувствительт ных элементов, выполненных в виде П-образиьгх сердечников 6 и 7 с размещенными на них обмотками 8 и 9 возбуждени , включенными электричес- ки согласно-последовательно, и обмотками 10 и 1 считывани , включенными последоват,ельно-встречно. По другую сторону магнитопровода 5 установлены дополнительные, идентично вьтолненны чувствительные элементы, содержащие сердечники 12 и 13, обмотки 14 и 15 возбуждени , включенные последовательно-согласно между собой, но встречно по отношению к обмоткам 8 и 9, а та1сже обмотки 16 и 17 считывани , включенные между собой последовательно-встречно , а с обмотками 10jH И основной пары чувствительных элементов - последовательно-согласно .form (FIG. 2). Due to the deformation in the magnetic core 5, mechanical stresses arise, causing changes in magnetic permeability, and, consequently, magnetic resistance along its length. These changes have different signs on its upper and lower surfaces. On one side of the magnetic core 5 with a similar gap relative to it, there is a pair of main sensitive elements made in the form of P-shaped cores 6 and 7 with the excitation windings 8 and 9 connected electrically and sequentially and windings 10 and 1 readings, included sequentially, counter-on. On the other side of the magnetic circuit 5, additional, identically made sensitive elements are installed, containing cores 12 and 13, excitation windings 14 and 15, connected in series according to each other, but opposed to windings 8 and 9, and reading windings 16 and 17, interconnected in series-counter, and with windings 10jH And the main pair of sensitive elements - consistently-according.

Дифференциально-трансформаторный датчик линейных перемещений работает следующим образом.Differential-transformer linear displacement sensor works as follows.

Основание 1 закрепл етс на контролируемом объекте.(не показан) так что сердечники 6, 7, 12 и 13 чувствительных эл€;ментов в исз одном положении располагаютс симметрично относительно среднего выступа 2 основани 1. Обмотки 8, 9, 14 и 15 возбуждени подключаютс к источнику напр жени переменного тока, а обмотки 9, 10, 16 и 17 считывани подключаютс к соответствующему измерительному или регистрирующему прибору (не показаны). Вследствие симметрии конструкции датчика наводимые в обмотках 10, 11, 16 и 17 считывани ЭДС одинаковы, благодар чему сигнал на выходе датчика равен нулю.The base 1 is fixed on the object to be monitored. (Not shown) so that the cores 6, 7, 12 and 13 of the sensitive elements are located symmetrically with respect to the middle protrusion 2 of the base 1. The windings 8, 9, 14 and 15 of the excitation are connected to the AC voltage source, and the read windings 9, 10, 16, and 17 are connected to the appropriate measuring or recording device (not shown). Due to the symmetry of the sensor design, the EMF readings in the windings 10, 11, 16 and 17 are the same, so the signal at the output of the sensor is zero.

иand

При продольном перемещении магнитопровода 5 относительно чувствительных элементов измен ютс в противоположные стороны взаимоиндуктивностй между обмотками возбуждени и считы вани чувствительных элементов, что приводит к изменению напр жений в обмотках 10, 11, 16 и 17., считывани . ЭДС на обмотке считывани чувствительного элемента, под которым оказываетс участок магнитопровода 5 с меньшим магнитным сопротивлением возрастает , а ЭДС на обмотке считывани чувствительного элемента, под которым оказываетс участок магнитопровода 5 с возросшим магнитным сопротивлением , уменьшаетс . Разностные напр жени этих пар чувствительных элементов пропорциональны измер емому продольному.перемещению и одинаковы по знаку, вследствие чего суммарный сигнал на выходе датчика удваиваетс .With the longitudinal movement of the magnetic core 5 with respect to the sensitive elements, the mutual inductances between the excitation windings and the sensing elements reading are changed in opposite directions, which leads to a change in voltages in the windings 10, 11, 16 and 17., readings. The EMF on the readout winding of the sensing element, under which the section of the magnetic circuit 5 with less magnetic resistance increases, and the EMF on the readout winding of the sensitive element, under which the section of the magnetic conductor 5 with increased magnetic resistance, decreases. The difference voltages of these pairs of sensing elements are proportional to the measured longitudinal displacement and are identical in sign, as a result of which the total signal at the output of the sensor doubles.

Уменьшение вли ни поперечных (неконтролируемых ) смещений магнитопровода относительно пар чувствительных элементов, т.е,, изменение воздушных зазоров между ними, достигаетс благодар тому, что обусловленные ими изменени наводимых ЭДС в обмотках считывани чувствительных элементов вычитаютс , что повьшает точность измерений контролируемых продольных перемещений.Reducing the effect of transverse (uncontrolled) shifts of the magnetic circuit relative to pairs of sensitive elements, i.e., changing the air gaps between them, is due to the fact that the changes caused by the induced EMF in the reading windings of the sensitive elements are subtracted, which increases the accuracy of measurements of the controlled longitudinal movements.

Claims

Invention Formula

Differential-transformer sensor linear displacement aut. St. J 1226016, characterized in that, for the purpose of sensitivity and accuracy, it is equipped with two identical additional sensing elements placed on the other side of the linear magnetic circuit.

symmetrically to the main sensitive elements, their excitation windings are connected in series with each other and in series with the excitation windings of the main sensitive elements, and their read windings are connected in series with each other and in series with the read windings of the main sensitive elements.

eight

five

.

at f-i

t / y

FIG. g

Editor M. Blanan

Compiled With Skrytnik

Tehred V. Kravchuk Proofreader, A. Ilyin

608/46

Circulation 678. Subscription VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, F / 35, Raushsk nab, 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4