SU1587322A1

SU1587322A1 - Transducer of displacements

Info

Publication number: SU1587322A1
Application number: SU884493611A
Authority: SU
Inventors: Юрий Григорьевич Почуев; Виктор Леонтьевич Михайлов; Петр Федорович Моисеев
Original assignee: Подмосковный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт
Priority date: 1988-10-11
Filing date: 1988-10-11
Publication date: 1990-08-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и имеет целью повышение чувствительности и уменьшение потребл емой мощности преобразовател перемещений. Преобразователь содержит П-образный магнитопровод 1, в окнах среднего стержн 5 которого закреплена катушка 6 индуктивности. На крайнем стержне этого магнитопровода размещена обмотка 3 подмагничивани , предназначенна дл задани начального подмагничивани катушки. На крайнем стержне второго П-образного магнитопровода 2 размещена обмотка 7 положительной обратной св зи, котора через выпр митель включена последовательно с катушкой 6 индуктивности. Выходной величиной вл етс падение напр жени на резисторе, подключенном к движку задающего потенциометра. При перемещении кор 12, св зываемого с объектом контрол , например, в сторону крайних стержней магнитопровода 1, около которых он размещен, возрастает магнитный поток подмагничивани , что приводит к уменьшению магнитного сопротивлени стержн 5 и уменьшению индуктивности катушки 6. Ток через эту катушку возрастает, вследствии чего возрастает ток в обмотке 7. Это приводит к увеличению потока подмагничивани , проход щего через магнитопровод 2, вследствие чего индуктивность катушки 6 дополнительно уменьшаетс , пока процесс не достигнет некоторого установившегос состо ни . Поскольку зазор 11, отдел ющий торцы магнитопровода 2 от стержн 5 магнитопровода 1, меньше зазора 13, отдел ющего от него корь преобразовател , создание потоков подмагничивани требует меньшей мощности, что повышает чувствительность преобразовател . 3 ил.The invention relates to a measurement technique and is aimed at increasing sensitivity and reducing power consumption of a displacement transducer. The Converter contains a U-shaped magnetic circuit 1, in the windows of the middle rod 5 of which is fixed the coil 6 inductance. At the extreme core of this magnetic circuit, a magnetic biasing winding 3 is placed, which is intended for setting the initial magnetic biasing of the coil. On the extreme rod of the second U-shaped magnetic circuit 2 is placed a positive feedback winding 7, which is connected in series with the rectifier in series with the inductor 6. The output value is the voltage drop across a resistor connected to the motor of the setpoint potentiometer. When moving the core 12 associated with the test object, for example, towards the extreme rods of the magnetic circuit 1, near which it is located, the magnetic bias flux increases, which leads to a decrease in the magnetic resistance of the rod 5 and a decrease in inductance of the coil 6. The current through this coil increases as a result, the current in the winding 7 increases. This leads to an increase in the bias flux passing through the magnetic circuit 2, as a result of which the inductance of the coil 6 is further reduced until the process reaches torogo steady state. Since the gap 11 separating the ends of the magnetic circuit 2 from the rod 5 of the magnetic core 1 is smaller than the gap 13 that separates the transducer from it, the creation of bias flows requires less power, which increases the sensitivity of the converter. 3 il.

Description

стержней магнитопровода 1, около которых сн размещен, возрастает магнитный поток подмагничивани , что приводит к уменьшению магнитного сопротивлени стержн 5 и уменьшению индуктивности катушки 6. Ток epeз эту катушку возрастает, вследствие чего возрастает и ток в обмотке 7. Это приводит к увеличению потока подматничива- йи , проход щега через магнитопровод 2, Ьследствие чего индуктивность катушки 6magnetic core rods 1, near which cn is placed, the magnetic flux of the magnetic bias increases, which leads to a decrease in the magnetic resistance of the rod 5 and a decrease in inductance of the coil 6. The current exceeding this coil increases, resulting in an increase in the current in the winding 7 yi, pass through the magnetic core 2, resulting in the inductance of coil 6

дополнительно уменьшаетс , пока процесс не достигнет некоторого установившегос состо ни . Поскольку зазор 11, отдел ющий торцы магнитопровода 2 от стержн 5 магнитопровода 1, меньше зазора 13, отдел ющего от него корь преобразовател , создание потоков подмагничивани требует меньшей мощности, что повышает чувствительность преобразовател . 3 ил.further reduced until the process reaches a certain steady state. Since the gap 11 separating the ends of the magnetic circuit 2 from the rod 5 of the magnetic core 1 is smaller than the gap 13 that separates the transducer from it, the creation of bias flows requires less power, which increases the sensitivity of the converter. 3 il.

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл контрол линейных перемещений различ|ных объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used to control the linear movements of various objects.

I Цель изобретени - повышение чувствительности и уменьшение потребл емой I мощности преобразовател линейных пере- мещений за счет ум.еньшени сопротивлени магнитному потоку, создаваемому обмоткой обратной св зи преобразовател .I The purpose of the invention is to increase the sensitivity and reduce the consumed I power of the linear displacement transducer due to a decrease in the resistance to magnetic flux created by the feedback winding of the transducer.

На фиг.1 представлен преобразователь перемещений, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиГ.З - электрическа схема преобразовател перемещений.Figure 1 shows the displacement transducer, a general view; figure 2 - section aa in figure 1; on fig. 3 - electric circuit of displacement transducer.

Преобраозватель перемещений содержит дв П-образных магнитопровода 1 и 2. На крайнем стержне магнитопровода 1 размещена обмотка 3 подмагничивани посто нного тока, подключенна к регулируемому источнику напр жени (не показан), а в окнах 4; выполненных в стержне 5 магнитопровода 1 (фиг.2), закреплена катушка 6 индуктивности, подключенна к питающему источнику напр жени переменного тока. На крайнем стержне второго магнитопровода 2 размещена обмотка 7 положительной обратной св зи, включенна последовательно с катушкой 6 и+ндуктивности. Между выходом катушки 6 индуктивности и входом обмотки 7 положительной обратной св зи включен выпр митель 8. Обмотка 7 подключена через балластный резистор 9 к движку задающего потенциометра 10, подклю ен- ного.своими выводами к опорному источнику напр жени посто нного тока.The displacement transducer contains two U-shaped magnetic conductors 1 and 2. At the extreme core of the magnetic conductor 1, there is a winding 3 of direct current bias, connected to an adjustable voltage source (not shown), and in windows 4; made in the core 5 of the magnetic circuit 1 (Fig. 2), the inductor 6 is connected and connected to the supplying source of alternating current voltage. On the outermost rod of the second magnetic circuit 2, there is a winding 7 of positive feedback, connected in series with the coil 6 and + inductance. Between the output of the inductor 6 and the input of the winding 7 of the positive feedback, a rectifier 8 is turned on. The winding 7 is connected via a ballast resistor 9 to the motor of the setting potentiometer 10 connected by its terminals to the reference source of the DC voltage.

Крайние стержни магнитопровода 2 обращены своими концами к среднему стержню 5 магнитопровода 1 и отделены от него воздушным зазором 11. Якорь 12, установ- ленный с возможностью перемещени , размещен против крайних стержней магнитопровода 1 и отделен от них переменным зазором 13.The extreme rods of the magnetic circuit 2 face with their ends to the middle rod 5 of the magnetic conductor 1 and are separated from it by an air gap 11. Anchor 12, mounted for movement, is placed against the extreme rods of the magnetic conductor 1 and separated from them by a variable gap 13.

Преобразователь перемещений работа ет следующим образом.The displacement transducer operation em as follows.

При включении питающего источника напр жени переменного тока через катушку 6 индуктивности и обмотку 7 положительной обратной св зи начинает протекать посто нный ток, величина которого определ етс сопротивлением катушек. Ток в обмотке 7 создает в магнитопроводе 2 магнитный поток Фа, определ ющий предварительное подмагничивание стержн 5 и, 0 следовательно, начальное значение индуктивности катушки 6 индуктивности. При подключении регулируемого источника напр жени посто нного тока к обмотке 3 подмагничивани посто нного тока по ней 5 начинает протекать ток, создающий в магнитопроводе 1 посто нный магнитный пот ток Ф1, величина которого зависит от величины зазора 13 между выступами магнитопровода 1 и корем 12. Наличие воздуш- 0 ного зазора 11 между магнитопроводами 1 и 2 исключает шунтирование потока Oi через магнитопровод 2. Поток Фт дополнительно подмагничивает стержень 5 и уменьшает ин- дуктив ное сопротивление катушки 6, что вы- 25 зывает увеличение тока, протекающего через обмотку 7 обратной св зи, и увеличивает магнитный поток Ф2. Это вызывает дальнейшее yMeHbOjewie индуктивности катушки 6 до наступлени некоторого установившегос When the AC power supply is turned on, a direct current flows through the inductor 6 and the positive feedback winding 7, the value of which is determined by the resistance of the coils. The current in the winding 7 creates in the magnetic core 2 the magnetic flux Fa, which determines the preliminary magnetization of the rod 5 and, 0 therefore, the initial inductance value of the inductor 6. When an adjustable voltage source of direct current is connected to the winding 3 by biasing the direct current, current 5 begins to flow through it, creating a constant magnetic flux F1 in the magnetic circuit 1, the value of which depends on the size of the gap 13 between the projections of the magnetic circuit 1 and the core 12. Availability an air gap 11 between the magnetic cores 1 and 2 eliminates the shunting of the flow Oi through the magnetic core 2. The flow Ft additionally magnetises the rod 5 and reduces the inductive resistance of the coil 6, which causes an increase in current a flowing through the feedback winding 7, and increases the magnetic flux F2. This causes a further inductance of coil 6 yMeHbOjewie until some steady state occurs.

30 режима.30 modes.

Суммарный посто нный магнитный поток (Ф1 + Ф2) подмагничивани в стержне 5 магнитопровода 1 определ ет установившеес значение индуктивности катушки 6 и 35 установившеес значение падени напр - жени на обмотке 7 обратной св зи. Это напр жение сравниваетс с напр жением, определ емым заданным положением движка потенциометра 10. Измен поло- 40 жение этого движка, устанавливают нулевое напр жение на балластном резисторе 9, с которого снимают выходное напр жение Увых, пропорциональное перемещению кор 12 преобразовател . Это нулевое значе- 45 ние принимаетс за начало отсчета перемещени кор 12. Смещение кор 12.The total constant magnetic flux (F1 + F2) of the magnetization in the core 5 of the magnetic core 1 determines the steady-state value of the inductance of coil 6 and 35 the steady-state value of the voltage drop across the feedback winding 7. This voltage is compared with the voltage determined by the predetermined position of the slider of the potentiometer 10. Changing the position of this slider, establish a zero voltage on the ballast resistor 9, from which the output voltage of the inverter is removed, proportional to the displacement of the inverter core 12. This zero value is taken as the origin of the displacement of the core 12. The offset of the core is 12.

например, в сторону уменьшени зазора 13 вызывает увеличение магнитного потока Ф2 подмагничивани вследствие уменьшени магнитного сопротивлени воздушного зазора 13, а св занное с этим увеличение под- магничивани стержн 5 приводит к уменьшению индуктивности катушки б, возрастанию тока через нее, а следовательно, к увеличению тока, протекающего через обмотку 7 обратной св зи. Последнее приво- дит к увеличению посто нного магнитного потока Ф2 подмагничивани и дальнейшему росту тока через катушку б и обмотку 7. При этом падение напр жени на обмотке 7 возрастает , и на выходном балластном ре- зисторе 9 по вл етс напр жение, пропорциональное перемещению кор 12. При новом положении кор 12 процесс повтор етс . Максимальной чувствительности преобразовател добиваютс подбором значени тока, протекающего через обмотку 3 подмагничивани .For example, in the direction of decreasing the gap 13, an increase in the magnetic flux P2 of the magnetization due to a decrease in the magnetic resistance of the air gap 13 results, and the associated increase in the magnetisation of the rod 5 leads to a decrease in the inductance of the coil b, an increase in the current through it, and therefore an increase in the current flowing through the feedback winding 7. The latter leads to an increase in the constant magnetic flux F2 of the magnetization and a further increase in the current through the coil b and the winding 7. In this case, the voltage drop across the winding 7 increases, and a voltage proportional to the displacement of the core appears at the output ballast resistor 9 12. With the new position of the core 12, the process is repeated. The maximum sensitivity of the converter is achieved by selecting the value of the current flowing through the winding 3 magnetizations.

Поскольку обмотка 7 положительной обратной св зи располагаетс на магнито- проводе 2. отделенном от магнитопровода 1 воздушным зазором 11, который может быть выполнен значительно меньшим, чем зазор 13 между корем 12 и выступами магнитопровода 1. то дл создани магнитного потока подмагничивани той же величины потребуетс существенно меньший ток подмагничивани по сравнению с тем случаем.Since the positive feedback winding 7 is located on the magnetic conductor 2. separated by an air gap 11 from the magnetic core 1, which can be made much smaller than the gap 13 between the bark 12 and the projections of the magnetic core 1. then to create a magnetic flux of the same magnitude is required significantly lower bias current compared to that case.

Фие.2Fie.2

когда обмотка обратной св зи расгюлагает- с на магнитопроводе 1, как это имеет место в известном устройстве. Поэтому одинаковом токе подмагничивани обмотка обратной св зи может быть выполнена с меньшим числом витков. Это повышает чувствительность преобразовател перемещений и уменьшает его потребл емую мощность.when the feedback winding dissolves on the magnetic core 1, as is the case in the known device. Therefore, with the same bias current, the feedback coil can be made with a smaller number of turns. This increases the sensitivity of the displacement transducer and reduces its power consumption.

Claims

Claims of displacement comprising two U-shaped magnetic conductors placed on the extreme core of one of the magnetic conductors a bias current of direct current placed on the extreme core of the second magnetic conductors feedback winding fixed on the first magnetic conductor measuring inductance coil connected between it and the return winding connection, a straightener and a ferromagnetic measles mounted with the possibility of movement, characterized in that, in order to increase sensitivity and intelligence The power consumption is lower, the measles are located opposite the ends of the extreme rods of the first magnetic conductor, in the middle rod of which windows are made to accommodate the inductor, and the extreme rods of the second magnetic conductor face the middle rod of the first magnetic conductor and are separated from it by a gap.

ABOUT

Fi.Z