SU920525A1 - Электромагнитный преобразователь параметров движени - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к инфор мационно-измерительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  линейных перемещений и скоростей в пропорциональный электрический сигнал.

Дл  измерени  линейных скоростей и перемещений широко используютс  индуктивные преобразователи с распределенными параметрами, которые содержат магнитопровод, обмотку возбуждени  или посто нный магнит и измерительную обмотку С11 и L21.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  датчик линейной скорости, содержащий снабженный по торцам обмотками возбуждени , замкнутый магнитопровод , охватывающий плоскую распределительную обмотку, св занную с контролируемым объектом 3.

Недостатком данного устройства  вл етс  погрешность измерени  изза технологической сложности укладки с посто нным шагом пр моугольных витков измерительной обмотки, .особенно в диапазоне больших линейных перемещений и большую посто нную времени из-за наличи  магнитопровода ..

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  и быстродействи ..

Цель достигаетс  тем, что в

10 электромагнитном преобразователе параметров движени , содержащем статор с обмоткой возбуждени  и подвижную измерительную обмотку, статор выполнен в виде пакета из чередую15 щихс  пластин с высокоомным электрическим сопротивлением и диэлектрических прокладок, а обмотка возбуждени  выполнена в виде параллельных секций, верхние и нижние провод20 ники которых соединены последовательно друг с другом на одном торце пакета и разомкнуты с другого торца, при этом измерительна  обмотка расположена вдоль боковой стороны пакета и ее продольна  ось совпадает по направлению с продольной осью обмотки возбуждени .

На фиг. 1 представлена конструкци  преобразовател  параметров движени ; на фиг. 2 - одна секци  обмотки возбуждени  и распределение электрического пол  в ней; на фиг. 3 - зависимость распределени  индукции В магнитного пол  по длине секции (на фиг.2).

Преобразователь содержит параллельно расположенные длинные секции обмотки возбуждени  1, причем секци  обмотки возбуждени  сострит из одного верхнего 2 и одного нижнего 3 медных проводников, между которыми установлены пластины k из высокоомного электропроводного материала (хромаль, нихром, фехраль) или полупроводника, при этом пластины имеют электрический контакт с верхним 2 и нижним 3 проводниками по всей длине. С одного торца преобразовател  нижний проводник предыдущей секции замкнут с верхним проводником последующей секции. С противополЬжного торца проводники разомкнуты. Секци  одна относительно другой изолированы диэлектрическими пластинами 5. Со стороны одного из длинных торцов обмотки возбуждени  размещена измерительна  обмотка 6, св занна  с подвижным объектом, причем ее продольна  ось совпадает по направлению с продольной осью обмотки возбуждени

Принцип действи  преобразовател  за ключаетс  в следующем.

Электрический ток, протека  по верхнему проводнику (см.фиг.2), электрическим сопротивлением которого можно пренебречь по сравнению с электрическим сбпротивлением высокоомной резистивнрй пластины , равномерно растекаетс  по всей поверхности пластины, образу  цепь с распределенными электрическими параметрами . Соответственно магнитные силовые линии, замыкающиес  кольцами вокруг проводников 2 и 3, ослабл ютс от -начала к концу проводника по мере ответвлени  тока в высокоомную резистивную пластину. Закон убывани  индукции магнитного пол  по длине проводника имеет линейный характер,так как ток в проводнике 2 убывает по линейному закону. Величина тока, ответвл ющегос  в резистивную пластину посто нна на единицу длины вдоль всей пластины. На выходе проводника. весь ток собираетс  с пластины, и достигает своего входного значени  tJ&x, Дл  того, чтобы увеличить магнитный Поток, охватывающий проводники , укладываетс  несколько секций, соединенных между собой последовательно и образующих соленоидную обмотку , выт нутую в поперечном направлении (слева направо) и .имеющую в этом же направлении линейно убывающий вектор магнитного пол .

Параллельно длинному торцу секций перемещаетс  измерительна  обмотка 6 (фиг.3) витки которой охватываютс  магнитным полем, со спадающей по мере перемещени  измерительной обмотки к разомкнутым торцам проводников 2 и 3 индукцией В..Если обмотка возбуждени  запитанЭ переменным током, то в измеритель-ной обмотке трансформируетс  ЭДС, линейно убывающа  по мере перемещени  обмотки вправо (см.фиг.1),т.е. ЭДС пропорциональна координате положени . При запитывании обмотки возбуждени  посто нным током в измерительной обмотке индуктируетс  . ЭДС,пропорциональна  скорости ее движени .

Claims (3)

1. :Таким образом, предлагаема  конструкци  имеет вместо дискретно распределенной обмотки известного устройства, в которой присутствует погрешность, определ ема  томностью укладки этой обмотки, длинные тоководы , замкнутые с одного торца и разомкнутые с другого, между которыми размещена резистивна  пластина Образуетс  система с распределенными электрическими параметрами, причем параметры измен ютс  непрерывно и линейно. Соответственно и статическа  характеристика преобразовател  линейна. Поскольку в данной конструкции отсутствует железо, устранены и все недостатки (вес, магнитные потери, нелинейность), св занные с ним. Это позвол ет обеспечить высокую точность измерений. В это же врем  пресбразователь можно использовать при высокой частоте питающего напр жени , что позвол ет резко повысить его чувствительность . Кроме того, в преобразователе с охранены преимущества, присущие электромагнитным преобразоватэл м с распределенными параметрами, а .именно большой диапазон иамерени  перемещени  (до нескольких метров Особенно высокой точностью изме рени  обладает предлагаемый электромагнитный преобразователь в динамическом режиме работы. Из-за отсутстви  железа и незначительного числа витков обмотки возбужде ни , свойственного такому принципу действи ,индуктивность электрической цепи преобразовател  мала по сравнению с известными устройствами , :а следовательно, мала и посто  на  времени цепи (инерционность), что обуславливает незначительную динамическую погрешность измерени  -По своему быстродействию и малой инерционности преобразователь с та ким принципом действи  приближаетс к оптоэлектронным преобразовател м Формула изобретени  Электромагнитный преобразовател параметров движени , содержащий статор с обмоткойвозбуждени  и |подвйжную измеритель ную обмотку,

   ж

   9ЬП(

   фие.1 256 отличающийс  тем,что, с целью повышени  точности преобразовани  и быстродействи , статор выполнен в виде пакета из чередующихс  пластин с еысокоомным электрическим сопротивлением и диэлектрических прокладок, а возбуждени  выполнена в виде параллельных секций, верхние и нйжИие проводники которых соединены последовательно друг с другом на одном торце пакета и разомкнуты с другого торца, при этом измерительна  обмотка распо- ложена вдоль боковой стороны пакета и ее продольна  ось совпадает по направлению с продольной осью, обмотки возбуждени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Куликовский Л.Ф., Зарипов М.Ф. Индуктивные преобразователи перемещени  с распределенными па- i раметрами. М.-Л., 1966, с, 16-30.
2. 2.Зарипов М.Ф. Преобразователи с распределенным параметрами дл  автоматики и информацйонно-измери- тельной техники. М., 19б9, с. 6-12.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 Р 3/52, 1973 ( прототип).

   (

   Я

   ul

   61

   Фиг.г

   1