SU808849A1

SU808849A1 - Преобразователь линейных перемещенийВ элЕКТРичЕСКий СигНАл

Info

Publication number: SU808849A1
Application number: SU792733471A
Authority: SU
Inventors: Андрей Леонидович Шпади; Владимир Александрович Голынский
Original assignee: Ульяновский политехнический институт
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1981-02-28

Description

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования неэлектрических величин в « электрический сигнал, а именно к преобразователям линейных перемещений в электрический сигнал.

Известен индукционный датчик перемещений, служащий для преобразования линейных перемещений в напряжение модулированное по амплитуде, содержащий П-образный магнитопровод, сосредоточенную входную электрическую обмотку, выходную электрическую обмотку и подвижный магнйтомягкий шунт, расположенный между стержнями магнитопровода (1].

Недостаток этого преобразоватетля - ограниченные пределы измерения перемещений, что связано со значительными колебаниями фазы выходного напряжения при контроле значительных перемещений.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь линейных перемещений в электрический сигнал, содержащий магнитопровод, входную электрическую шину, выходную электрическую обмотку и подвижный магнитомягкий шунт [2].

К недостаткам известного устройства следует отнести 'то, что в случае измерения значительных переме_ щений, преобразователь не обеспечи^э вает требуемой точности и не позволяет получить выходной сигнал в вице' кода, что затрудняет стыковку с цифровыми индикаторами.

Цель изобретения - расширение ^υ диапазона измеряемых перемещений и повышение точности преобразователя линейных перемещений в электрический сигнал.

Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователе линейных перемещений в электрический сигнал магнитопровод выполнен из трех групп N последовательно расположенных наборов полуколец с отно20 шением диаметров, равным d_BH/d_H = 1/3, где d_BH , dH - внутренний и наружный диаметры полукольца, каждая из трех групп наборов полуколец . сдвинута одна относительно другой *5 на d_H/3, входная шина охватывает все наборы полуколец групп магнитопровода, а выходная.обмотка содержит N секций, каждая из которых размещена на соответствующем наборе полу30 колец групп магнитопровода.

Кроме того, каждое полукольцо магнитопровода выполнено в виде немагнитной подложки с нанесенной на нее ферромагнитной пленкой.

На фиг. 1 иэобаржена принципиальная схема преобразователя линейных пёремещений; на фиг. 2 - один из наборов полуколец.

Преобразователь линейных перемещений в электрический сигнал'содержит подвижный магнитный шунт 1 и магнитопровод, состоящий из трех параллельно расположенных идентичных групп 2-4 наборов полуколец. Каждая из этих групп 2-4 представляет собой N последовательно расположен- ‘ ных наборов полуколец, у которых отношение диаметров выбрано равным deH/d_H = 1/3, где d_BH > d_H - внутренний и наружный диаметры полуколец. Полукольца выполнены из немагнитной подложки 5 (например латунной·фольги) и тонкой ферромагнитной пленки 6 с близкой к нулю константой магнитострикции.

Каждая из трех групп 2-4 наборов полуколец магнитопровода сдвинута относительно соседней на d_M/3. Входная шина 7 охватывает все группы (наборы) -2-4 полуколец, а выходная электрическая обмотка 8 (фиг. 2) разделена на N секций, которые соединяются 'звездой для каждых трех наборов полуколец. Трехфазный выход удобен для стыковки с многоанодными газоразрядными индикаторами. Для защиты от механических напряжений наборов полуколец каждый из них во ' всех трех группах магнитопровода покрыт изоляционным слоем 9.

Преобразователь работает следующим образом.

При протекании переменного тока по входной шине 7, в магнитопроводе возбуждается магнитное поле, близкое по величине к значению порогового поля смещения доменных граиц Н. ферромагнитной пленки 6. По мере перемещения подвижного магнитного шунта 1, напряженность внешнего поля Н достигает величины большей порогового поля, в результате чего происходит перемагничивание полуколец ферромагнитной пленки 6.

Магнитные полукольца выполнены из материала с прямоугольной петлей гистерезиса и с целью уменьшения потерь от вихревых токов изолированы друг от друга немагнитной подложкой 5. Количество перемагнитившихся магнитных полуколец прямо пропорционально величине перемещения шунта 1.В те моменты времени, когда происходит перемагничивание пленки 6 полуколец из одного магнитного состояния в другое, в соответствующих секциях выходной электрической обмотки 8 наводятся импульсы напряжения.

Таким образом, количество выходных импульсов однозначно определяется количеством перемагнитившихся полуколец, а следовательно, величиной линейного перемещения шунта. Характеристика преобразователя определяется дишь толщиной немагнитной подложки. Диапазон контролируемых перемещений предлагаемого преобразователя определяется длиной магнитопровода т.е. числом наборов полуколец. , . .

Преобразователь обеспечивает высокую точность измерений и позволяет получить выходной сигнал в числоимпульсном коде, что обеспечивает простую стыковку с цифровыми индикаторами ,

Claims

Кроме того, каждое полукольцо магнитопровода выполнено в виде немагнитной подложки с нанесенной на нее ферромагнитной пленкой. На фиг. 1 иэобаржена принципиаль на схема преобразовател линейных перемещений; на фиг. 2 - один из наборов полуколец. Преобразователь линейных перемещений в электрический сигналсодержит подвижный магнитный шунт 1 и магнитопровод, состо щий из трех параллельно расположенных идентичных групп 2-4 наборов полуколец. Кажда из этих, групп 2-4 представл собой N последовательно расположен ных наборов полуколец, у которых о ношение диаметров выбрано равным dBH/dH 1/3, где dn - внутренний и наружный диаметры полуколец. Полукольца выполнены из немагнитной подложки 5 (например латунной-фольги ) и тонкой ферромагнитной пленки б с близкой к нулю константой магни тострикции. Кажда из трех групп 2-4 наборов полуколец магнитопровода сдвинута относительно соседней на . Вход на шина 7 охватывает все группы (наборы) -2-4 полуколец, а выходна электрическа обмотка 3 (фиг. 2) разделена на N секций, которые соедин ютс звездой дл каждых трех наборов полуколец. Трехфазный выход . удобен дл стыковки с многоанодными газоразр дными индикаторами. Дл защиты от механических напр жений наборов полуколец канодый из них во всех трех группах магнитопровода по крыт изол ционным слоем 9. Преобразователь работает следующим образом. При протекании переменного тока по входной шине 7, в магнитопроводе возбуждаетс магнитное поле, близкое по величине к значению порогово пол смещени доменных граиц Н. ферромагнитной пленки 6. По мере перемещени подвижного магнитного шунта 1, напр женность внешнего пол Н достигает величины большей порогового ПОЛЯ/ в результате чего пр исходит перемагничивание полуколец ферромагнитной пленки б. Магнитные полукольца выполнены и материала с пр моугольной петлей ги терезиса и с целью уменьшени потер от вихревых токов изолированы друг от друга немагнитной подложкой 5. Количество перемагнитившихс магнит ных полуколец пр мо пропорционально величине перемещени шунта 1.В те моменты времени, когда происходит перемагничивание пленки 6 полуколец из одного магнитного состо ни в другое , в соответствующих секци х выходной электрической обмотки 8 навод тс импульсы напр жени . Таким образом, количество выходных импульсов однозначно определ етс количеством перемагнитившихс полуколец, а следовательно, величиной линейного перемещени шунта. Характеристика преобразовател определ етс диЩь ТОЛЩИНОЙ немагнитной подложки . Диапазон контролируемых перемещений предлагаемого преобразовател определ етс длиной магнитопровода т.е. числом наборов полуколец . , . . Преобразователь обеспечивает высокую точность измерений и позвол ет получить выходной сигнал в числоимпульсном коде, что обеспечивает простую стыковку с цифровыми индикаторами , Формула изобретени Преобразователь линейных переме,щений в электрический сигнал, содержащий подвижный магнитный шунт и магнитопровод с входной шиной и с выходной обмоткой, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона измер емых перемещений и повышени точности преобразовател , в нем магнитопровод выполнен из трех групп N последовательно расположенных наборов полуколец с отношением диаметров, равным deH /d Н 1/3, где d вн. dH - . внутренний и наружный диаметры полукольца , кажда из трех групп наборов полуколец сдвинута одна относительно другой на dw/3, входна шина охватывает все наборы полуколец групп магнитопровода, а выходна обмотка содержит N секций, кажда из которьк размещена на соответствующем наборе полуколец групп магнитопровода. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс тем, что каждое полукольцо магнитопровода выполнено в виде немагнитной подложки с нанесенной на нее ферромагнитной пленкой. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 139219, кл. G 08 С 9/04, 1960.
2.Куликовский Л.Ф. и др. Индукционные преобразователи перемещений . с распределенными параметрами, М., Энерги , 1966, с. 72 (прототип).

(pui.i

(put. г