SU823825A1 - Трансформаторный датчик линейныхпЕРЕМЕщЕНий - Google Patents

Description

Изобретение относится к контроль·* но-иэмеритальной технике и может быть использовано, в частности для измерения больших линейных перемеще- _ ний, например в поплавковых уровне- ’ мерах.

Известны трансформаторные датчики линейных перемещений, содержащие магнитопроводы с размещенными на них обмоткой возбуждения и измерительной обмоткой и подвижный элемент, связываемой в процессе измерения с контролируемом объектом и размещенный с за зором по отношению к магнитопроводам

UJ. 15

Недостатком таких датчиков является малый диапазон измерений и нелинейность выходных характеристик.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению 20 является датчик линейных перемещений, содержащий подвижный ферромагнитный элемент, связываемый в процессе изме-, рения с контролируемым объектом,гладкий и зубчатый параллельно расположенные ферромагнитные стержни, сосредоточенную обмотку возбуждения, измерительную обмотку грубого отсчета, ного отсчета, размещенную на зубчатом стержне.Гладкий и зубчатый стержни соединены по концам перемычками из того же материала Г2Д.

Недостатком известного датчика является пониженная чувствительность из-за наличия большого воздушного зазора между подвижным элементом и гладким стержнем, обусловленного размещением на гладком стержне обмотки грубого отсчета, и сильное электромагнит-: ное силовое воздействие на подвижный элемент, ограничивающее возможности применения датчика.

Цель изобретения - повышение точности и надежности датчика.

Поставленная цель достигается тем, что число зубцов на стержне выполнено нечетным, пары встречно включенных секций измерительной обмотки точного отсчета размещены на четных зубцах стержня, согласно соединенные части обмотки возбуждения размещены на нечетных зубцах стержня, а полови*ны обмотки грубого отсчета включены встречно и размещены на крайних зубцах того же стержня. Подвижный элемент датчика выполнен в виде короткозамкнутого витка и размещен на гладком стержне, а обмотка возбуждения * распределенную по длине гладкого стержня, и секционированную обмотку точ- 30 в процессе измерения дополнительно подключена к источнику напряжения постоянного тока.

На фиг. 1 изображена схема датчика; на фиО·. 2 - его рабочие характе ристики. е

Пунктирные линии соответствуют изменению фаз выходных напряжений на противоположную.

Датчик содержит два параллельно размещенных стержня 1 и 2, из которых стержень 1 выполнен зубчатым с нечетным числом зубцов, а стержень 2 - гладким. На крайних нечетных зубцах стержня 1 размещены встречно включенные половины обмотки 3 грубого отсчета. Пары встречно включенных сек- 15 цйй измерительной обмотки 4 размещены на четных зубцах стержня, а согласно соединенные части обмотки 5 возбуждения на внутренних нечетных зубцах. Подвижный элемент - виток 6 - датчик 20 размещен на гладком стержне 2 и выполнен в виде короткозамкнутого витка. В процессе измерений обмотка 5' возбуждения, запитываемая от источника напряжения переменного тока, 25 подключенного к зажимам. 7 дополнительно через соответствукщие электрические фильтры, подключается к источнику напряжения постоянного тока (на чертеже не показаны).

Датчик работает следующим образом.

При перемещении витка б вдоль стержня 2 происходит перераспределение магнитного потока, создаваемого обмотками 5 возбуждения между измерительными обмотка»®! 3 и 4, в результате чего меняется напряжение на выходе этих обмоток - напряжение Ug.g грубого отсчета и напряжение точного отсчета соответственно.

Для устранения шунтирования обмо- 40 ток 4 точного отсчета стержни 1 и 2 выполнены разомкнутыми.

Выполнение подвижного элемента датчика в виде короткозамкнутого витка 6 .позволяет существенно сниэить воздействие на него электромагнитных сил и повысить точность и надежность работы датчика.

Подпитка обмотки 5 возбуждения постоянным током вызывает незначительную вибрацию короткозамкнутого витка. 6 и повышает надежность перемещения за счет исключения возможности наклинивания.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к контрольно-иэмеритальной технике и может быть использовано, в частности дл  измерени  больших линейных перемещеВИЙ , например в поплавковых уровнемерах . Известны трансформаторные датчики линейных перемещений, содержащие магнитопроводы с размещенными на них обмоткой возбуждени  и измерительной обмоткой и подвижный элемент, св зываекый в процессе измерени  с контролируекым объектом и размещенный с зазором по отношению к магнитопроводам Недостатком таких датчиков  вл етсй малый диапазон измерений и нелинейность выходных характеристик. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  датчик линейных перемещений содержащий подвижный ферромагнитный элемент, св зываемый в процессе измерени  с контролируемым объектом,гладкий и зубчатый параллельно расположенные ферромагнитные стержни, сосредоточенную обмОтку возбуждени , измерительную обмотку грубого отсчета, распределенную по длине гладкого стер жн , и секционированную обмотку точного отсчета, размещенную на зубчатом стержне.Гладкий и зубчатый стержни .соединены по концам перемычками из того же материала Г23. Недостатком известного датчика  вл етс  пониженна  чувствительность из-за наличи  большого воздушного зазора между подвижным элементом и Гладким стержнем, обусловленного размещением на гладком стержне обмотки грубого отсчета, и сильное электромагнитное силовое воздействие на подвижный элемент, ограничивающее возможности применени  датчика. Цель изобретени  - повышение точности и надежности датчика. Поставленна  цель достигаетс  тем, что число зубцов на стержне выполнено нечетным, пары встречно включенных секций измерительной обмотки точного отсчета размещены на четных зубцах стержн , согласно соединенные части обмотки возбуждени  размещены на нечетных зубцах стержн , а полови ны обмотки грубого отсчета включены встречно и размещены на крайних зубцах того же стержн . Подвижный элемент датчика выполнен в виде короткозамкнутого витка и размещен на гладком стержне, а обмотка возбуждени  В процессе измерени  допсхпнительно подключена к источнику напр жени  п то нного тока. На фиг. 1 изображена схема датчи ка; на фиО-. 2 - его рабочие характе ристики. Пунктирные линии соответствуют изменению фаз выходных напр жений на противоположную. Датчик содержит два параллельно размещенных стержн  1 и 2, из которых стержень 1 выполнен зубчатым с нечетным числом зубцов, а стержень 2 - гладким. На крайних нечетных зуб цах стержн  1 размещены встречно вкл ченные половины обмотки 3 грубого от счета. Пары встречно включенных секций измерительной обмотки 4 размещен на четных зубцах стержн , а согласно соединенные части обмотки 5 возбуждени  на внутренних нечетных зубцах Подвижный элемент - виток 6 - датчик размещен на гладком стержне 2 и выполнен в виде короткозамкнутого витка . В процессе измерений обмотка 5 возбуждени , запитываема  от источника напр жейи  переменного тока, подключенного к зажимам, 7 дополнительно через соответствукщие электрические фильтры, подключаетс  к источнику напр жени  посто нного тока (на чертеже не показаны). Датчик работает следующим образом При перемещении витка 6 вдоль сте жн  2 происходит перераспределение магнитного потока, создаваемого обмотками 5 возбуждени  между измерительными обмоткаки 3 и 4, в результате чего мен етс  напр жение на выходе этих обмоток - напр жение Ug.g грубого отсчета и напр жение точного отсчета соответственно. Дл  устранени  шунтировани  обмоток 4 точного отсчета стержни 1 и 2 выполнены разомкнутыми. Выполнение подвижного элемента датчика в виде короткозамкнутого витка 6 позвол ет существенно снизить воздействие на него электромагнитных сил и повысить точность и надежность работы датчика. Подпитка обмотки 5 возбуждени  посто нным током вызывает незначительную вибрацию короткозамкнутого витка, б и повышает надежность перемещени  за счет исключени  возможности наклинивани . Формула изобретени  1. Трансформаторный датчик линейных перемещений, содержащий подвижный элемент, св зьшаемый в процессе измерени  с контролируемым объектом, гладкий и зубчатый параллельно расположенные ферромагнитные стержн.и, обмотку возбуждени , измерительную обмотку грубого отсчета и секционированную обмотку точного отсчета, размещенную на зубчатом стержне, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и надежности , число зубцов на стержне выполнено нечетным, пары встречно включенных секций измерительной обмотки точного отсчета размещены на четных зубцах стержн , а половины обмотки грубого отсчета включены встречно и размещены на крайних зубцах того же стержн . 2.Датчик по П.1, о т л и чающийс  тем,что подвижный элемент выполнен в виде короткозамкнутого витка и размещен на гладком стержне. 3.Датчик по П.1, отличающийс  тем, что обмотка возбуждени  в процессе измерени  дополнительно подключена к источнику напр жени  посто нного тока. Источники информации/ прин тые во внимание при экспертизе 1. Середенин В.И. Измерительные устройства с высокотемпературными трансформаторными датчиками перемещени . Л., Энерги , 1968, с. 6.
2. 2. Зарипов М.Ф. Преобразователи с распределенными параметрами. М., Энерги , 1969, с. 63 (прототип).