SU767502A1 - Преобразователь перемещений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах дл  контрол  геометрических параметров деталей , узлов и изделий, а также в тех случа  когда необходимо преобразование механических перемещений в электрический сигнал, например в след щих системах.

Известны трансформаторные преобразователи перемещений с распределенными электромагиитными параметрами и посто нной магнитной цепью, имеющие магнитопровод броневого типа, на среднем стерж-не которого размещена сосредоточенна  обмотка возбуждени , а в рабочем зазоре расположена плоскай распределенна  вторична  обмотка, потокосцепленне которой чаще всего линей 1о св зано с перемещением ее витков относительно магнитной нейтрали воздущного зазора (Ij.

Основным недостатком этих преобразователей  вл етс  низка  крутизна преобразовани  даже в пределах одной партии, чта обусловлено отсутствием регулировочных элементов, которые позвол ли бы компенсировать технологические погрешности н неоднородности свойств материала деталей.

Наиболее близким к предлагаемому  вч етс  преобразователь перемещений, со держащий замкнутый магнитопровод броне вого тнпа с укороченным средним срежнем расщиренный свободнь1Й конец которого об , разует с нижннм основанием магнитопровода плоский воэдущный  азор, размещенную на среднем стержне обмотку возбужт дени , измерительную обмотку, выполненную в виде двух одинаковых по геомегрическ м paaiMepaM и числу витков петлеобразных секций, расположенных под углом друг к Другу, И пластину с регулировочным винitott . размещенную на «основании магнито . провода, несущем средний стержень (2.

измерительной обмотки соединевы sfiyt с другом последовательно, а направIS ление витков в них встречно по отнощению к общему магнитному потоку, чем обеспечн:ваетс  полное отсутствие ЭДС помехи от вихревых токов н материала магнитопровода.

Недостатком известного преобразовател 

Л); вл етс  низка  крутизна преобразовани 

при измерении.малых перемещений.i

Цель нзобретени  - повышение крутизны преобразовани  при измерении малых перемещений. Указанна  цель достигаетс  тем, что од:на из секций измерительной обмотки охватывает основание магнитопровода в области рабочего воздушного зазора по всей, его длине, втора  секци  выполнена неподвиж: ной в виде двух с равным числом витков частей, размещенных на магнитопророде вне рабочего зазора симметрично относительно магнитной нейтрали основани : и соединенных межДу собой последовательно и согласно, а с подвижной секцией послёдо вательно и встречно. На чертеже предет&йлёН предлагаел1ый преобразователь. ; / Преобразователь содержит магнитопровод Г броневого типа, средний стержень 2 которого укорочен, а свободный коШцёгб расширен н образуемо основанием 3 магиитопровода рабочий воздушный зазор, обмотку 4 возбуждеин , размещенную на среднем стержне, измерительную обмЬтку в виде двух секций, одна из которых - неподвижна  5 и выполненна  из двух частей с равным числом витков, размещена на боковых стенках магнитопровода, а подвижщ  брхватьшает нижнее основание 3 магнитопрс вода в области рабочего возду щного зазора по всей его длине. На основании 7 магнитопровода, несущем средний стержень 2, Закреплена упруга  пластина 8 с регул ировочным винтом 9. Если преобразователь предназначен дл  работы в диапазоне перемещений, меньщем длины расширенного конца среднего стержн  2, то направление перемещени  подвиж . ной секции 6 измерительной обмотки сос . тавл ет малый угол с продольной осью симметрии рабочего зазора. В том случае, когда диапазон измер емых перемещений больще длины расщиренного конца среднего стержн , секци  6 должна быть расположена так, чтобы направление ее перемеи ени  составл ло пр мой угол с продольной плоскостью симметрии магнитопровода, а плоскости витков этой секции были, нiakлoиены под небольшим углом к направлению ее перемещени . Преобра13овател1Ь работает следующим образом. При подключении обмотки 4 возбуждени  к источнику переменного напр жени  (на чертеже не показан), в ней возникает ток, магнитный поток которого проходит rto среднему стержню 2, развет:вл етс  симметрично в несущем основании магнитопровода; проходит по боковbiM стенкам и основанию 3 и замыкаетс  чё|рез рабочий воздушны зазор на расширенный крнец среднего стержн . Поскольку длина магнитного пути по воздуху и по стали одинакова, то инДукЦи  в зазоре получаетс  посто нной во всех точках, кроме краевой зоны по периферии расщиренного конца среднего стержн . Градие нт потока по оси ОУ в основании 3 посто нен и инвертирует свой знак на магнитной нейтрали, котора  лежит в плоскости XOZ. Переменный рабочий поток обмотки 4 возбуждени  вызывает в стали магнитопровода вихревые токи, что приводит к по влению , нерабочего магннтногб потока, который циркулирует по замкнутой части Магнитопровода и пронизывает измерительную об-. мотку. Поскольку неподвижна  секци  5 состоит из двух одинаковых частей, включенньгх согласно по отношению к общему магнитному потоку, то поток вихревыхтоков наводит в этой секции ЭДС помехи. Но этот же поток пронизывает и подвижную 6 секцию, число витков в которой равно числу витков в неподвижной секции, а на1Правление намотки подвижной секции встречно по потоку помехи относительно направлени  намотки витков неподвижной секции. Поэтому ЭДС наводки от потока вихревых токов в подвижной секции равна и встречна ЭДС наводки в неподвижной секции, и ЭДС наводки на выходе вторичной обмотки в целом равна нулю. Вследствие того, что поток вихревых токов, пронизывающий подвижную секцию, не зависит от ее положени  в зазоре, компенсаци  ЭДС помехи сохран етс  во всем диапазоне измер емых перемещений . Рабочий магнитный поток не наводит ЭДС в неподвижной секции, так как обе ее части включень по отношению к этому потоку встречно. Если центр симметрии секции 6 измерительной обмотки в исходном положении совпадает с центром осно,вани  3 магнитопровода , то секци  пронизываетс  одинаковыми встречно направленными частичными рабочими потоками, и ЭДС индукции в этой секции и, следовательно, на выходе всей обмотки равна нулю. Если подвижна  секци  6 смещена по измерительному направлению X от исходного положени , то ЭДС, наводима  в ее витках, становитс  отличной от нул , так как секци  пронизываетс  неодинаковыми встречно направленными частичными рабочими потоками основани  3 магнитопровода. Фаза этой ЭДС зависит от направлени  смещени  секции,, а амплитуда пропорциональна проекции перемещени  X на ось ОУ. Е kXcos а, . где k- коэффициент пропорциональности; а-угол между измерительным направлением и продольной осью Симметрии основани  3 магнитопровода. Если секци  смещена от исходного положени  настолько, что все ее витки пронизываютс  рабочим потоком одного направлени , то ЭДС; индукции Вив этом случае линейно св зана с перемещением X благодар  посто нству градиента потока в основании 3 магнитопровода. Наличие множител  cos а в указанной выше формуле показывает, что измен   угол от, можно измен ть крутизну преобра-

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Преобразователь перемещений, содержащий замкнутый магнитопровод броневого; типа с укороченным средним стержнем, расширенный свободный конец которого образует с нижним основанием магнитопровода ' плоский воздушный зазор, размещенную на среднем стержне обмотку возбуждения, измерительную обмотку, выполненную в виде двух секций, и пластину с регулировоч₅ ным винтом, размещенную на основании магнитопровода, несущем средний стержень, отличающийся тем, что, с целью повышения / крутизны преобразования при измерении «3*7 ;лых перемещений, одна из секций измерю .тельной обмотки охватывает основание маг-

   10 нитопровода в области рабочего воздушного зазора по всей его длине, вторая секция выполнена неподвижной в виде двух с равным числом витков частей, размещенных на магнйтопроводе вне рабочего зазора симметрично относительно магнитной нейтрали осно- ¹¹ Вания и соединенных между собой последовательно и согласно, а с подвижной секцией последовательно и встречно.