SU937991A1

SU937991A1 - Differential inductive displacement converter

Info

Publication number: SU937991A1
Application number: SU803216884A
Authority: SU
Inventors: Юрий Григорьевич Почуев; Валентин Яковлевич Офицеров; Сергей Сергеевич Мехов; Игорь Юрьевич Почуев
Original assignee: Подмосковный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт
Priority date: 1980-12-15
Filing date: 1980-12-15
Publication date: 1982-06-23

Description

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ИНДУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(54) DIFFERENTIAL INDUCTIVE DISPLACEMENT CONVERTER

1one

Изобретение огносигс к конгрольноизмерительной технике и может быть ис- пользовано в частности дл измерени перемещений подвижного элемента, например в приборах контрол давлени , упругих , деформаций, износа и т.п.The invention of the fire tracing equipment and can be used in particular for measuring the movements of a moving element, for example, in instruments for controlling pressure, elasticity, deformations, wear, etc.

Известен дифференциальный преобразователь перемещений, содержащий корь и два броневых, магнитопровода с размещенными на ихсредних стержн х обмотками Q переменного тока, индуктивность которых измен етс при перемещени х кор 1,A differential displacement transducer is known, which contains measles and two armored magnetic conductors with alternating current windings Q Q placed on their middle rods, the inductance of which changes as core 1 moves,

Недостатком преобразовател вл етс ограниченна чувсгвительность и вьрсодна мощность, вследствие чего на выходе jj его необходимо включать усилигельное устройство.The disadvantage of the converter is the limited sensitivity and power output, as a result of which it is necessary to switch on the amplifying device at the output jj.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению вл етс ди(||ференцваль- о ный индуктивный преобразователь перемещений , содержащий относительно подвижные корь и два примыкающих основани ми один к другому мапштопровода, дву секцио1даую обмотку подмагничивани , подключенную к источнику посто нного тока, две двухсекционные обмотки переменной тока , секции каждой из обмоток размещены на разных магнитопровоцах, и схему и мерени , в которой подключены обе сек- ции одной из обмоток переменного тока.The closest technical solution to the invention is a di (|| encephalous inductive displacement transducer, containing relatively mobile measles and two adjacent bases, one two to the other, a two-section bias winding connected to a direct current source, two two-section variable windings current, sections of each of the windings are placed on different magnetic conductors, and the scheme and measurement in which both sections of one of the AC windings are connected.

Секции обмотки подмагничиванн преобразовател размещены на средних стержн х броневых магнитопровоцов, а секции обмоток переменного тока, включенные в мостовую схему измерени , размещены в глухих расточках средних стержней этих магнитопроводов р.The winding sections of the magnetized transducer are placed on the middle rods of armored magnet conductors, and the sections of the AC windings included in the bridge measurement circuit are placed in the hollow bores of the middle rods of these magnetic cores p.

Недостатком преобразовател вл етс ограниченна чувствительность, а следовательно и точность измерений, так как изменение индуктивности секций обмоток переменного тока, вл ющеес информативным параметром, обуславливаетс лишь изменением зазоров между поверхност ми кор и маРнитопроводов преобразовател . Цель иаобретет - повышение чувствитпльнсюги и ГОШ10СТИ измерений. Поставленна цель по9гигаетс тем, что преобразователь снабжен второй пвухсекцигиной обмоткой поцмагничивани кажда секци которой размещена на одном из магнитоггровоцов и соепинена через выпр митель последовательно с той секцией второй обмоткн переменного тока Котора размещена на цругом магнито проводе. На фиг. 1 представлена конструктивна схема преобразовател ; на - электрическа схема включени его обмоток. Дифференциальный индуктивный преобразователь перемещений содержит корь 1, установленный с возможностью переме щенн относительно двух броневых магнитопрсводов 2 и 3, примыкающих одан к другому своими основани ми. На сред- них стержн х 4 обоих магнитопроводов 2 и 3 размещены секции двух двухсекционных обмоток 5 и 6 поцмагничивани . В глухих концентрических расточках этих стержней размещены секции двух двухсекционных обмоток 7 и 8 переменного тока. Секции обмотки 7 переменного тока включены через выпр мители 9 в схе му 10 сраЁнени , на выходе которой Фоп мируетс информативный сигнал преобразшател перемещений. Секции обмотки 8 nepeMetffloro тока соединены через выпр митель 11 последовательно с секци ми обмотки б поцмагттчивани , размещенными на противоположных магнитопроводах 2 и 3. Секции обоих обмоток 7 и 8 переменного тока, размещенные на одном и том же магнитопроводе, создают переменные рабочие магнитные потоки, направленные согласно. Секции обмоток 5 и 6 подмапшчизани , размеренные на одном и том же магнитопроводе , создают посто нные магнитные потоки подмагничнвани , направленные встречно. Преобразователь питаетс от источниксе 12 и 13 посто нного и переменного тока. Преобразовател1э работает следующим образом. При подключении источников 12 и 13 посто нного и переменного тока к обмот кам преобразовател и равенства зазорш между поверхност ми кор : 1 и маг нитопроводов 2 и 3 сигнал на выходе схемы 10 сравнени отсутствует в силу симметрии конструкции преобразовател . При перемещетпш кор 1, например, вверх, зазор со стороны магнитопровода 2 увеличиваетс , а со стороны магнит опр овода 3 - уме 1ьщаетс на ту же величину. Поскольку в каждом магнитопроводе 2 и 3 результирующий посто нный магнитный поток подмагничивани определ етс величиной зазора и разностью ампер-витков соответствующих секций обмоток 5 и 6, то вследствие увеличени зазора в магнитопроводе 2 магнитныйпоток поцмапшчивани , создаваемый размещенной на нем секцией обмотки 5 подмагничивште уменьщаетс (ампер-витки этой обмотки неизменны при неизменном напр жении ее источника питани посто нного тока), а размагничивающа составл юща этого потока, создаваема встречно-направленной секцией обмотки 6, размещенной на этом же магнитопроводе 2, увеличиваетс за счет увеличени ее ампер-витков при последовательном соеп шении с секцией обмотки 8 переменного тока, размещенной на другом магнитопровоце 3, в котором воздущный зазор уменьшаетс , вследствие чего уменьшаетс его магнитное сопротивление. Таким образом, результируюодий посто нный магнитный, поток подмагничивани в магнитопроводе 2 при увеличении в нем воздушного зазора уменьшаетс как за счет увеличени зазора в нем, так и за счет увеличени размагш-1Ч1тающей составл ющей этого потока, создаваемой секцией обмоткн 6. При этом инцуктивность секций обмоток 7 и 8 пepeмe шoгo тока на магнитопроводе 2 увеличиваетс , стрем сь в пределе к ее максимальному значению при нулевом подмагничивании. Одновременно в магштопроводе 3 с уменьшающимс зазором между ним и поверхностью кор 1, индуктивность размещенных на нем секций обмоток 7 и 8 переменного тока уменьщаетс вследствие увеличени результирующего потока подмагничивани . Это обусловлено как увеличением его составл ющей, создаваемой размещенной на магнитопроводе 3 секцией обмотки 5 с посто нными ампер-витками , подмагничивани за счет уменьшени воздущного-зазора, т.е.- уменьшени его магнитного сопротивлени , так и уменьшением размагничивающей составл ющей маг нитного потока секции обмотки 6, имеющей ампер-витки, завис щей от зазсра в противолежащем магнитопрсеоде (в данном случае - магнитопроводе 2 с увеличивающимс зазором). При смещении кор 1 вниз уменьшаетс зазорсо стороны магнитопровода 2 и уве/шчиваетс зазор со стороны мапшто-The disadvantage of the converter is the limited sensitivity and, consequently, the accuracy of the measurements, since the change in inductance of the sections of the AC windings, which is an informative parameter, is caused only by the change in the gaps between the surfaces of the core and the soft wires of the converter. The purpose of the invention is to increase the sensitivities and measurements. The goal is set by the fact that the converter is equipped with a second two-section GHz magnetic winding, each section of which is located on one of the magnetic conductors and connected through a rectifier in series with that section of the second Kotor's alternating current winding on a different magnetic conductor. FIG. 1 is a schematic diagram of a converter; on - an electrical wiring circuit for its windings. The differential inductive displacement transducer contains measles 1, mounted with the possibility of being displaced with respect to two armored magnetotransmitters 2 and 3, adjacent to one another by its bases. On the middle rods x 4 of both magnetic cores 2 and 3 are placed sections of two two-section windings 5 and 6 of magnetic magnetization. In the deaf concentric bores of these rods there are sections of two two-section windings 7 and 8 of alternating current. The sections of the winding 7 of the alternating current are connected via rectifiers 9 in the circuit 10 of the match, at the output of which Foma is an informative signal of the displacement transducer. The winding sections 8 of the nepeMetffloro current are connected via a rectifier 11 in series with the winding sections b of the pozmattchivaniya b placed on opposite magnetic cores 2 and 3. Sections of both windings 7 and 8 of the alternating current placed on the same magnetic core create alternating working magnetic fluxes directed according to. Sections of windings 5 and 6 of submapping, measured on the same magnetic core, create permanent magnetic fluxes of magnetic bias directed oppositely. The converter is powered by direct and alternating current sources 12 and 13. Converter works as follows. When DC and AC sources 12 and 13 are connected to the converter windings and the gap between the core surfaces 1 and the magnetic circuits 2 and 3 is equal, the output signal of the comparison circuit 10 is absent due to the symmetry of the converter design. When moving the core 1, for example, upwards, the gap on the side of the magnetic circuit 2 increases, and on the side, the magnet of the armature 3 is cleared to the mind by the same amount. Since in each magnetic core 2 and 3 the resulting constant magnetic flux of magnetization is determined by the size of the gap and the difference in ampere-turns of the corresponding sections of windings 5 and 6, due to the increase in the gap in the magnetic core 2, the magnetic flux generated by the section of winding 5 placed on it reduces the magnetic flux - the windings of this winding are unchanged at a constant voltage of its DC power supply), and the demagnetizing component of this flux created by the opposite direction of the section The winding 6 placed on the same magnetic core 2 increases due to an increase in its ampere turns when successively connected to the section of the AC winding 8 placed on another magnetic wire 3, in which the air gap decreases, resulting in a decrease in its magnetic resistance. Thus, the resultant constant magnetic, magnetic bias flux in the magnetic core 2 decreases as the air gap increases, both due to the increase of the gap in it, and due to the increase in the demagnetization component of this flux created by the winding section 6. At the same time, the injectivity of the sections The windings 7 and 8 of the turn of the current on the magnetic core 2 increases, running in the limit to its maximum value with zero bias. At the same time, the inductance of the alternating current windings 7 and 8 located on it in the magstroypipe 3 with a decreasing gap between it and the surface of the core 1 decreases due to an increase in the resultant bias flow. This is due both to an increase in its component created by a winding section 5 with constant ampere turns placed on the magnetic core 3, biasing due to a decrease in air gap, i.e. a decrease in its magnetic resistance, and a decrease in demagnetizing magnetic flux component a section of a winding 6 having an ampere-turn dependent on a zazsra in the opposite magnetic core (in this case, a magnetic core 2 with an increasing gap). When the core 1 moves downwards, the gap of the side of the magnetic circuit 2 decreases and the gap increases from the side of the magnetic core 2.

5937991659379916

провода 3. Это приводит к уме гьи1еииюго же мапшгопровоца, аейсгвутошим вwires 3. This leads to the mind of the gypsum of the same leader, and ay

инрукгивносги секций обмотки 7 и 8 пе-ту же сторону, что и изменение зазора. ременного тока, размещенных па мапштопровоае 2 (с уменьшающимс зазором) и к увеличению индуктивности секций об- моток 7 и 8 на магнитопроводе 3 (с увеличивающимс зазором) за счет соответствующего изменени степени подмагниченности этих магнитопроводов. На выходе схемы 10 сравнени формируетс сигнал, завис щий от соотнощени индуктивностей секций обмотки 7 переменного тока, размещенных на разных магнитопроводах 2 и 3, т.е. завис щий по величине и пол рности от величины и направлени перемещени кор 1. Таким образом, при перекрестной св зи межцу обеими половинами преобразовател , т.е. последовательном соединении секций обмотки подмагничивани одного магннтопровода с секци ми обмотки переменного тока другого магНитопровода, формируютс сигналы положительной обрат11Ой св зи, обеспечивающей повыщение степени подмагниченноста того магнитопровода , в котором она повыщаетс за счет перемещени (уменьшени рабочего возрущного зазора), и уменьщение степени подмагниченности того магнитопровода в Котором она уменьщаетс за счет пере- мещени (увеличени воздушного зазора). Вследствие этого происходит более интенсивное изменение индуктивности секций обмотки 7 переменного тока, подключенньк к схеме измерени , так как оно обусловлено не только изменением зазора в магнитопроводах, но и дополнительным изменением потока подмагничивани тоБлагодар этому увеличиваетс чувствительность , а следовательно, и точность измерени . .Ф-ормула изобретени Дифференциальный индуктивный преобразователь перемещений, содержа1 1ий относительно подвиЬкные корь и два примыкающих основани ми один к другому броневых мапштопр овода, двухсекционную обмотку поцмагничивани , подключенную к источнику посто нного тока, две двухсек ионные обмотки переменного тока, сек-; каждой-из обмоток размещены на разных магнитопроводах, и схему измерени , к которой подключены обе секции одной из обмоток переменного тока, отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности и точности измерений, преобразователь снабжен второй двухсекционной обмоткой подмагничивани , кажда секци которой размеще одном из магнитопроводов и соединена через выпр митель последовательно с той секцией второй обмотки переменного тока, котора размещена на другом магнитопроводе. Источники информации, прин ть во внимание при асспертизе 1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контол и регулировани . М., Машинострое196S , с. 115. 2. Почуев Ю. Г. и др. Высокочувствительный датчик давлени . Угольное машиностроение , № 4, 1980,с. 18-21 (прототип).inrukgivnosgi winding sections 7 and 8 the same way as the change in the gap. belt current, placed on a pair 2 (with a decreasing gap) and to an increase in inductance of the winding sections 7 and 8 on the magnetic core 3 (with an increasing gap) due to a corresponding change in the degree of magnetization of these magnetic circuits. At the output of the comparison circuit 10, a signal is generated depending on the ratio of the inductances of the sections of the alternating current winding 7 placed on different magnetic cores 2 and 3, i.e. depending on the magnitude and polarity of the magnitude and direction of the movement of the core 1. Thus, with the cross connection between the two transducer halves, i.e. series connection of sections of the winding bias one magnntoprovoda with sections alternating current windings different magnetic circuits are formed signals of positive obrat11Oy communication providing the Enhance degree magnetized that magnetic circuit in which it povyschaets by moving (reducing working vozruschnogo gap), and umenschenie degree magnetized that magnetic In which it decreases due to displacement (increase in air gap). As a result, a more intensive change in inductance of the winding sections 7 of the alternating current occurs, which is connected to the measurement circuit, since it is caused not only by the change in the gap in the magnetic cores, but also by an additional change in the bias flow, which increases the sensitivity and, consequently, the measurement accuracy. .F-formula of the invention Differential inductive displacement transducer, containing 1 1 relatively movable measles and two adjacent bases, one to another, armored map-extruder, a two-section bias magnetic winding, connected to a direct current source, two two-second alternating current windings, sec-; each of the windings is placed on different magnetic conductors, and a measurement circuit to which both sections of one of the AC windings are connected, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of measurements, the converter is provided with a second two-section bias winding, each section of which is located one of magnetic circuits and is connected via a rectifier in series with that section of the second AC winding, which is placed on another magnetic conductor. Sources of information, to take into account during aspertizing 1. Ageikin DI and others. Sensors contol and regulation. M., Mashinostroy196S, p. 115. 2. Pochuev Yu. G., et al. Highly sensitive pressure sensor. Coal Engineering, № 4, 1980, p. 18-21 (prototype).

ipue.iipue.i

Claims

Formula of the invention A differential inductive displacement transducer comprising a relatively movable armature and two armored magnetic conductors adjacent to one another, a two-section magnetizing winding connected to a direct current source, two two-section alternating current windings, each of the two windings are placed on different magnetic conductors, and a measurement circuit , to which both sections of one of the AC windings are connected, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of Fertilizer, the converter is equipped with a second two-section magnetization winding, each section of which is located on one of the magnetic conductors and is connected through a rectifier in series with that section of the second AC winding, which is located on the other magnetic conductor.