SU1333501A1 - Датчик рассто ни от инструмента до поверхности издели - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматизации технологических процессов тепловой обработки металлов npeii- мущественно сваркой и резкой и решает задачу контрол  рассто ни  в услови х быстропеременкьгл тепловых воздействий на металл. Достигаетс  это Б датчике, чувствительный элемент которого выполнен в виде ферромагнитного кольца с намотанными на его боковой поверхности двум  обмотками, кажда  из которых включена в свой колебательный контур., соединенный с измерительные преобразователем, вход и выход которого объединены RC-цепоч- кой. В основу работы датчика положен принцип сравнени  добротностей KOHTJ ров, отражающих уход датчика от заданного положени . 1 ил. 00 со со ел

Description

Изобретение относитс  к автоматизации технологических процессов, а именио к датчикам контрол  рассто ни  от инструмента до поверхности обрабатываемого издели , и может быть использовано , например, при контроле вылета модул  резательно-сварочной головки.

Целью Изобретени   вл етс  обеспечение помехоустойчивости и повышение чувствительности при быстро измен ющихс  тепловых воздействи х на датчик .

На чертеже изображен датчик рассто ни  от инструмента до поверхности издели ,

Датчик включает - чувствительны элемент 1, расположенньй относительно контролируемого издели  2, содержащий ферромагнитное кольцо 3 с обмотками 4 и 5 (соответственно L, и LJ). Обмотка 4 намотана по боковой поверхности кольца, а обмотка 5 - тороидально . К обмотке 4 последователь- 25 ьгх частот коаксиальной линии 9. В.

но подключен конденсатор 6 (С,), а свою очередь, колебательный контур

LjCj., содержащий переменный резистор 8,также подключен к коаксиальк обмотке 5 - конденсатор 7 (С), последовательно с которым включен пере- менньш резистор (задатчик 8. Другие концы обмоток 4 и 5 объединены совместно с экраном коаксиального кабел  9, а свободные концы конденсатора 6 и резистора 8 - с центральной жилой коаксиального кабел  9, причем параллельно выводам кабел  9 подсоединен резистор 10. Другой конец коаксиального кабел  подключен к посто нному резистору 11 прлумостовой RC-цепочки 12, объедин ющей вход и выход измерительного преобразовател  13.

Датчик рассто ни  от инструмента до поверхности издели  работает следующим образом.

ной линии 9 и настроен на одну из ее 2Q резонансных частот f, но при этом f i f, .

Поскольку Lj Cg-KOHTyp практически не чувствителен к перемещени м издели  2 относительно чувствительного

35 элемента 1, то он выполн ет компенсационную роль, т.е. реагирует только на тепловое воздействие извне. Кроме того, L,,C2-контур выполн ет роль задатчика уровн  рассто ни  меж

40 ду чувствительным элементом 1 и изделием 2, необходимого при автоматическом регулировании положени  инструмента , на котором закрепл етс  чув ствительный элемент 1 (регулирующие

Чувствительньй элемент , закреп- 45 элементы на фиг.1 не показаны). Из- л емый на инструменте, нижней плос- менение величины сопротивлени  резис- костью ориентируют относительно плос- тора 8 приводит к изменению добротности Q к; Lj C -KOHTypa, относительно которой оцениваетс  добротность QK,

кости издели  2 на заданном рассто нии от него. При этом обмотка.L, формирует электромагнитное поле, взаимо- 50 процессе слежени . Если, например, действующее с металлическим изделием. рассто ние между инструментом и изЭто взаимодействие приводит к изменению добротности Q колебательного контура L,C,, причем по мере приближени  чувствительного элемента к изделию добротность контура,уменьшаетс . Уменьшаетс  и амплитуда колебаний на выходе измерительного преобразовател  13, св занного с L,С,-контуром

посредством длинной коаксиальной линии 9. Частоту колебаний L,С,-контура f, выбирают равной одной из резонансных частот коаксиальной линии, работающей в режиме короткого замыкани . Этот режим обеспечиваетс  тем, что последовательный колебательный контур , представл ет дл  линии на

частоте f, значительное сопротивление , определ емое собственным сопротивлением потерь контура и привнесен- ным сопротивлением со стороны издели . Поскольку дли других частот, например , превышающих f, сопротивление контура становитс  значительно большим и имеет реактивный характер, то с этой целью параллельно L,С,-контуру , подключен посто нный резистор 10

с небольшим сопротивлением, привод щий коаксиальную линию 9 в режим бегущей волны, т.е. устран ющий паразитную генерацию преобразовател  13 на одной из произвольных резонансной линии 9 и настроен на одну из ее резонансных частот f, но при этом f i f, .

Поскольку Lj Cg-KOHTyp практически не чувствителен к перемещени м издели  2 относительно чувствительного

элемента 1, то он выполн ет компенсационную роль, т.е. реагирует только на тепловое воздействие извне. Кроме того, L,,C2-контур выполн ет роль задатчика уровн  рассто ни  между чувствительным элементом 1 и изделием 2, необходимого при автоматическом регулировании положени  инструмента , на котором закрепл етс  чувствительный элемент 1 (регулирующие

делием больше заданного, то добротность Qt становитс  больше добротности Q KI а это значит, что входное со- g5 противление коаксиальной линии 9 св зи (со стороны преобразовател  13) на частоте f больше и в преобразователе возникает генераци  на частоте f ,|. Увеличение входного сопротивлени 

зовател , уменьшить массу и габариты чувствительного элемента, оперативно осуществл ть установку необходимого зазора между инструментом и изделием и получать информацию о положении инструмента относительно заданного зазора.

линии 9 создает лучшие услови  дл  образовани  положительной обратной св зи между входом и выходом преобразовател  13 на резонансной частоте. Дл  случа , когда рассто ние между чувствительным элементом 1 и изделием 2 меньше заданного, добротность QK, будет меньше добротности Q и

Claims (1)

1. на выходе преобразовател  13 устано- IQ Формула изобретени  витс  частота f, . Если инструмент

   расположен на заданном рассто нии, на выходе преобразовател  13 генераци  будет отсутствовать, что обеспечиваетс  подбором резистора 11 в полумостовой RC-цепи 12.

   Поскольку температурные вли ни , воздейству  на чувствительный элемент 1 , привод т к одинаковым изменени м добротности контуров, то устран етс  их вли ние на выходной сигнал преобразовател  13. Применение в качестве провода обмоток термостабильно го сплава, например манганина, по- вьшает надежность работы конструкции в услови х относительно больших изменений температур, снижа  термовли ние на катушку. При этом некоторое снижение добротности колебательных контуров достаточно эффективно устран етс  зо втора  - вокруг оси поперечного сеприменением ферромагнитного кольца, увеличивающего индуктивность контура при меньшей длине провода обмотки, а также за счет высокой добротности согласованной короткозамкнутой коаксиальной длинной линии 9. Кроме того, применение ферромагнитного кольца помогает сузить зону воздействи  электромагнитного пол  чувствительного элемента на металл.

   Таким образом, датчик позвол ет проводить контроль рассто ни  при быстрых изменени х тепловьрс воздействий на чувствительный элемент, практически исключить вли ние температу- ,g тий и четвертый конденсаторы соответры на сигнал измерительного преобраственно .

   1333501

   зовател , уменьшить массу и габариты чувствительного элемента, оперативно осуществл ть установку необходимого зазора между инструментом и изделием и получать информацию о положении инструмента относительно заданного зазора.

   Датчик рассто ни .от инструмента до поверхности издели , содержащий измерительный преобразователь, св занньй коаксиальным кабелем с чувствительным элементом в виде катушки индуктивности и конденсаторов, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  помехоустойчивости и

   повышени  чувствительности, в том числе при быстро измен н цихс  тепловых воздействи х, чувствительный элемент выполнен в виде ферромагнитного тора с расположенными равномерно на

   его поверхности двум  обмотками из материала с низким температурным коэффициентом сопротивлени  таким образом , что одна из обмоток намотана вокруг оси вращени , образующей тор.

   5

   0

   чени  тора, при этом один из выводов каждой обмотки соединен с экраном коаксиального кабел , другой вывод первой обмотки через первьй конденсатор подключен к центральной жиле коаксиального кабел , к которой также подключен второй вывод второй обмотки через переменный резистор и второй конденсатор, параллельно выводам коаксиального кабел  с обеих сторон включены посто нные резистора, а вход и выход измерительного преобразовател  соединены с центральной жилой коаксиального кабел  через трественно .

   Редактор А.Лежнина

   Составитель В,Грибова Техред В.Кадар

   Заказ 3908/13 Тираж 974Подписное

   ВИИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушска  наб,, д. 4/5

   Произнодственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Корректор Л.Бескид