Claims (2)
Изобретение относитс к измерител ной технике и может быть использовано дл измерени больших перемещений объ ектов. Известен трансформаторный датчик линейных перемещений, содержащий О-об разный магнитопровод, на одном из длинных стержней которого вырезано .четное число пазов, а второй длинный стержень выполнен гладким, обмотки возбуждени , размещенные на коротких стержн х, измерительные обмотки грубого отсчета, размещенные на гладком стержне, и точного отсчета, размещенные на зубцах первого длинного стержн , а также ферромагнитный сердечник устанорленный с возможностью перемещени в зазоре между длинными стержн ми и св зываемый в процессе измерений с контролируемым объектом Cl 3Недостатками датчика вл ютс пониженна чувствительность, обусловлен на размещением измерительной обмотки грубого отсчета на гладком стержне , что требует увеличени ширины магнитного зазора между подвижным сердечником и гладким стержнем, а также больша электромагнитна сила, действующа на подвижный сердечник при перемещении его от зубца к пазу и на- . оборот. Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс трансформаторный датчик линейных перемещений, содержащий параллельно расположенные ферромагнитные гладкий и зубчатый с. нечетным числом зубцов стержни, размещенный на гладком стержне подвижный элемент, св зываемый в процессе измерений с контролируемым объектом, размещенные на четных зубцах зубчатого стержн секции обмотки возбуждени и секции измерительных обмоток грубого и точного отсчета. Подвижный элемент выполнен в виде экрана, а определение положени подвижного элемента производитс по сигналам , снимаемым с обмоток грубого и ТОМНОГО отсчета. Зубчатый стержень датчика выполнен сплошным 2 . Недостатком датчика вл етс пониженна точность, обусловленна трудностью балансировки датчика из-за тес ной индуктивной св зи между секци ми измерительной обмотки и трудностью определени точного положени подвижного элемента относительно измеритель ных обмоток при измерении больших перемещений и соответственно большом количестве зубцов на зубчатом стержне Целью изобретени вл етс повышение точности датчика. Поставленна цель достигаетс тем, что в трансформаторном датчике линейных перемещений, содержащем параллель но расположенные ферромагнитные гладкий и зубчатый с нечетным числом зубцов стержни, размещенный на гладком стержне подвижный элемент, св зываемый в процессе измерений с контролируемым объектом, размещенные на четных зубцах зубчатого стержн секции обмотки возбуждени и секционированную измерительную обмотку, зубчатый стержень выполнен из набора Ш-образных магнитопроводов, отделенных один от другого немагнитными металлическими пластинами, секции обмотки возбуждени включены согласно, секции измерительной обмотки размещены на зубчатом стержне между зубцами и включены встречно, подвижный элемент выполнен в виде двух жестко закреплен ных одна относительно другой обмоток и двух электрически подключенных каждый к отдельной обмотке трехэлементных реактивных двухполюсников, состав ные элементы которых выбраны такими, что частота резонанса токов в одном из двухполюсников совпадает с частотой резонанса напр жений в другом и наоборот. На фиг. 1 представлена обща схема датчика; на фиг. 2 - схема подвижного элемента; на фиг. 3 рабоча характеристика датчика. о Датчик содержит параллельно расположенные ферромагнитные гладкий стержень 1 и зубчатый стержень 2 с нечетным числом зубцов, выполненный из набора Ш-образных магнитопроводов 3. отделенных один от другого немагнитными металлическими пластинами k, например , медными. На четных зубцах стержн 2 размещены секции обмотки 5 возбуждени , включенные последователь :но. Между зубцами на стержне 2 размещены секции измерительной обмотки 6, включенные встречно. На гладком стержне 1 размещен подвижный элемент 7. св зываемый в процессе измерений с контролируемым объектом (не показан) и выполненный в виде двух жестко закрепленных одна относительно другой обмоток 8 и 9 и двух трехэлементных реактивных двухполюсников 10 и 11, каждый из которых подключен к отдельной обмотке. Элементы двухполюсников выбраны такими, чтобы частота резонанса токов в одном из двухполюсников совпала с частотой резонанса напр жени в другом и наоборот. Датчик работает следующим образом. Датчик подключаетс к источнику питани (не показан) такой частоты, чтобы одна из обмоток, например обмотка 8 подвижного элемента 7, работала в. режиме, близком к короткому замыканию, а обмотка 9 в режиме, близком к холостому ходу. При перемещении подвижного элемента 7 вдоль гладкого стержн 1 происходит перераспределение магнитного потока, создаваемого обмоткой 5 возбуждени , между секци ми измерительной обмотки 6, в результате чего на выходе измерительной обмотки 6 возникает пилообразное напр жение (фиг. 3), регистрируемое вольтметром 12 точного отсчета . Дл точного определени положени подвижного элемента 7 относительно секции измерительной обмотки 6 использованы вольтметр 13 грубого отсчета, фазометр It и индикатор 15 с тлеющими цифрами, подключаемые с помощью шагового переключател 16 к выводам близлежащих секций измерительной обмотки 6. Путем переключени шагового переключател 16 (автоматически или вручную) добиваютс того, чтобы показани вольтметра 13 грубого отсчета были бы отличны от нул (напр жение, снимаемое с обмоток, будет отлично от нул на выходе той пары, вблизи которой находитс подвижный элемент 7). При этом загораетс соответствующа цифра индуктора 15- По показани м вольтметра 12 точного отсчета положение подвижного элемента 7 уточн етс . Однако (фиг. 3) одинаковые показани вольтметра 12 точного отсчета дл одного положени шагового переключател . 16 (на фиг. 3 положение перекЛючател второе)-могут соответствовать трем положени м подвижного элемента 7 а, б и в. По показани м фазометра 1 различают положение ел от положений б и в. Положени бив раз личают путем изменени частоты исто ника питани датчика таким образом, чтобы обмотка 8 стала работать в режиме холостого хода,, а обмотка 9 в режиме короткого замыкани , что соответствует кажущемус перемещению подвижного элемента 7 на рассто ние, рав ное рассто нию между электрическими ос ми обмоток 8 и 9 в сторону обмотки 9- Использу показани вольтметра 12 точного отсчета, далее уточн ют положение подвижного элемента 7. Наличие немагнитных металлических пластин k между магнитопроводами 3 позвол ет экранировать секции измерйтельных обмоток одна от другой и тем самым упростить и повысить точность балансировки нул , датчика. Таким образом, экранирование секций измерительной обмотки и обеспечение возможности более точного определени положени подвижного элемента относительно измерительной обмотки по сравнению с использованием дл этой цели в известном датчике обмотки грубого отсчета позвол ет повысить точность измерений. I Формула изобретени Трансформаторный датчик линейных перемещений, содержащий параллельно расположенные ферромагнитные гладкий и зубчатый с нечетным числом зубцов стержни, размещенный на гладком стержне подвижный элемент, св зываемый в процессе измерений с контролируемым объектом, размещенные на четных зубцах зубчатого стержн секции обмотки возбуждени и секционированную измерительную обмотку, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, зубчатый стержень выполнен из набора Ш-образных магнитопроводов, отделенных один от другого немагнитными металлическими пластинами, сек-. ции обмотки возбуждени включены согласно , секции измерительной обмотки размещены на зубчатом стержне между зубцами и включены встречно, подвижный элемент выполнен в виде двух жестко закрепленных одна относительно другой обмоток и двух электрически подключенных каждый к отдельной обмотке трехэлементных реактивных двухполюсников, составные элементы которых выбраны такими, что частота резонанса токов в одном из двухполюсников совпадает с частотой резонанса напр жений в другом и наобо- , рот. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Зарипов М.Ф. Преобразователи, с распределенными параме.тра.ми. М. , Энерги , 1969, с. 61. The invention relates to a measurement technique and can be used to measure large displacements of objects. A linear displacement transducer is known, containing a O-about different magnetic circuit, one of the long rods of which has an even number of grooves cut out, and the second long rod is made smooth, the excitation windings placed on short rods, the measuring windings of a rough reference placed on a smooth rod , and accurate readings, placed on the teeth of the first long rod, as well as a ferromagnetic core mounted with the possibility of movement in the gap between the long rods and connected in the process of measurement with a controlled Cl 3 object. The sensor’s disadvantages are reduced sensitivity due to the placement of the coarse measuring measuring winding on a smooth rod, which requires an increase in the width of the magnetic gap between the moving core and the smooth rod, as well as a large electromagnetic force acting on the moving core when moving from tine to groove and on. turnover. The closest technical solution to the invention is a linear displacement transducer sensor containing parallel and ferromagnetic smooth and gear c. by an odd number of teeth, rods placed on a smooth rod, a movable element connected in the process of measurements with a controlled object, placed on even teeth of the toothed rod of the field of the excitation winding and section of the measuring windings of a rough and accurate reference. The movable element is designed as a screen, and the positioning of the movable element is carried out according to the signals taken from the coils of the coarse and VOLUME reference. The gear rod of the sensor is made solid 2. The disadvantage of the sensor is reduced accuracy due to the difficulty of balancing the sensor due to the close inductive coupling between the sections of the measuring winding and the difficulty of determining the exact position of the moving element relative to the measuring windings when measuring large displacements and correspondingly a large number of teeth on the toothed rod. The aim of the invention is enhances the accuracy of the sensor. The goal is achieved by the fact that in a transformer linear displacement sensor containing parallel ferromagnetic, smooth and toothed with an odd number of teeth, rods placed on a smooth rod are movable element connected to an object under test and placed on even teeth of the toothed rod of a winding section excitation and partitioned measuring winding, the toothed rod is made of a set of W-shaped magnetic circuits separated from each other by non-magnetic metals The plates of the excitation winding are turned on according to, the measuring winding sections are placed on the toothed rod between the teeth and are connected in opposite direction, the movable element is made in the form of two rigidly fixed one relative to the other windings and two electrically connected to each separate winding of three-element reactive two-terminal network which are chosen such that the frequency of the resonance of currents in one of the two-terminal networks coincides with the frequency of the resonance of the voltages in the other and vice versa. FIG. 1 shows a general sensor layout; in fig. 2 - diagram of the rolling element; in fig. 3 sensor performance. o The sensor contains parallel ferromagnetic smooth rod 1 and a toothed rod 2 with an odd number of teeth, made of a set of H-shaped magnetic cores 3. separated from one another by non-magnetic metal plates k, for example, copper. On the even teeth of the rod 2 there are sections of the excitation winding 5, included a follower: but. Between the teeth on the rod 2 are placed sections of the measuring winding 6, included in opposite. On the smooth rod 1 there is a movable element 7. connected in the measurement process with a controlled object (not shown) and made in the form of two rigidly fixed one relative to the other windings 8 and 9 and two three-element reactive two-terminal networks 10 and 11, each of which is connected to a separate winding. The elements of the two-terminal networks are chosen such that the frequency of the resonance of the currents in one of the two-terminal networks coincides with the frequency of the voltage resonance in the other and vice versa. The sensor works as follows. The sensor is connected to a power source (not shown) of such a frequency that one of the windings, for example, the winding 8 of the moving element 7, operates in. mode, close to short circuit, and the winding 9 in the mode, close to idle. When moving the movable element 7 along the smooth rod 1, the magnetic flux created by the excitation winding 5 between the sections of the measuring winding 6 occurs, resulting in a sawtooth voltage at the output of the measuring winding 6 (Fig. 3), recorded by an exact reference voltmeter 12. To accurately determine the position of the movable element 7 relative to the measuring winding section 6, a coarse voltmeter 13, a phase meter It and a glowing indicator 15 are used, connected via a jog switch 16 to the terminals of the measuring winding section 6. By switching the jog switch 16 (automatically or manually ) achieve that the readings of the voltmeter 13 of a rough count would be different from zero (the voltage taken from the windings will be different from zero at the output of the pair, near which Dietz movable member 7). In this case, the corresponding figure of the inductor 15 lights up. According to the readings of the precision reference voltmeter 12, the position of the movable element 7 is refined. However, (FIG. 3), the same readings of a precise reading voltmeter 12 for one position of the step switch. 16 (in Fig. 3, the position of the Recruitment is second) —can correspond to the three positions of the moving element 7 a, b, and c. According to the indications of phase meter 1, the position of ate is distinguished from positions b and c. The positions of the bits are distinguished by changing the frequency of the sensor power supply so that winding 8 starts to work in idle mode, and winding 9 in short circuit mode, which corresponds to the apparent movement of the moving element 7 by a distance equal to the distance between the electric the axes of the windings 8 and 9 in the direction of the winding 9- Using the readings of a precise voltmeter 12, further clarify the position of the moving element 7. The presence of non-magnetic metal plates k between the magnetic cores 3 makes it possible to shield the section and izmerytelnyh windings from one another and thus to simplify and improve the accuracy of zero balancing, sensor. Thus, shielding the measuring winding sections and allowing the position of the moving element relative to the measuring winding to be more accurately determined as compared to using a coarse counting winding sensor for this purpose improves the measurement accuracy. I Claims of the Invention Transformer linear displacement sensor comprising parallel and ferromagnetic smooth and toothed rods with an odd number of teeth; rods; a movable element placed on a smooth rod; , characterized in that, in order to increase accuracy, the toothed rod is made of a set of W-shaped magnetic cores, separated by one from d All non-magnetic metal plates, sec. The excitation windings are turned on according to, the measuring winding sections are placed on the toothed rod between the teeth and turned on, the movable element is designed as two rigidly fixed one relative to the other windings and two electrically connected to each separate winding of three-element reactive two-terminal networks whose components are selected such that The frequency of the resonance of the currents in one of the two-terminal networks coincides with the frequency of the resonance of the voltages in the other and vice versa. Sources of information taken into account in the examination 1. Zaripov M.F. Converters, with distributed parameters. M., Energie, 1969, p. 61.
2.Авторское свидетельство СССР № 823825, кл. G 01 В 7/00, 1979 (прототип ).2. USSR author's certificate number 823825, cl. G 01 B 7/00, 1979 (prototype).