Датчик лінійних переміщень

Реферат: UA 110851 U UA 110851 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до контрольно-вимірювальної техніки і може бути використана для вимірювання лінійних переміщень. Відомий датчик лінійних переміщень трансформаторного типу, який містить нерухому частину у вигляді співвісно розташованих обмотки збудження та вимірювальної обмотки і феромагнітні шайби з обох сторін обмотки збудження та рухому частину у вигляді діелектричного каркасу з розподіленою коротко-замкнутою обмоткою, довжина якої дорівнює довжині обмотки збудження та вимірювальної обмотки і товщини шайби між ними [1]. Порівняно з датчиками, у яких магнітне коло містить багато феромагнітних матеріалів, він має більш високу точність вимірювань у широкому інтервалі температур і при цьому характеризується надійністю через відсутність гальванічного зв'язку з рухомою обмоткою. Разом з цим, феромагнітні шайби, що виконують роль екрану, не знищують повністю паразитний магнітний потік між обмоткою збудження та вимірювальною. Цей потік наводить у вимірювальній обмотці паразитну електрорушійну силу (ЕРС), яка додається до ЕРС, що наводиться у вимірювальній обмотці магнітним потоком рухомої частини, не в фазі, а це впливає на лінійність вихідної характеристики, а, значить, і на точність вимірювання. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення точності вимірювання датчика лінійних переміщень трансформаторного типу. Поставлена задача вирішується тим, що в датчику лінійних переміщень, який містить нерухому частину у вигляді співвісно розташованих обмотки збудження та вимірювальної обмотки і феромагнітні шайби з обох сторін обмотки збудження та рухому частину у вигляді діелектричного каркасу з розподіленою короткозамкнутою обмоткою, довжина якої дорівнює довжинам обмотки збудження, вимірювальної обмотки та товщині феромагнітної шайби між ними, обмотка збудження охоплена тристороннім феромагнітним екраном у вигляді двох феромагнітних шайб та феромагнітного циліндра, який напресований на феромагнітні шайби, при цьому товщина стінок екрану обирається не меншою довжини електромагнітної хвилі в екрані. На кресленні схематично зображений датчик лінійних переміщень і показані силові лінії магнітних потоків взаємоіндукції. Датчик містить нерухомі обмотку збудження 1 і вимірювальну обмотку 2, які розташовані співвісно на діелектричному каркасі 3. З обох сторін обмотки збудження розміщені феромагнітні шайби 4, а зовні на шайби 4 напресований феромагнітний циліндр 5, що разом з шайбами 4 утворює феромагнітний екран. Товщина стінок екрану обирається не меншою довжини електромагнітної хвилі у ньому. Рухома частина представляє діелектричний каркас 6, на якому розміщена короткозамкнена обмотка 7, довжина якої (тобто довжина обмотаної частини елемента 6) дорівнює сумі довжин обмотки збудження 1, вимірювальної обмотки 2 та товщині феромагнітної шайби 4 між ними. Датчик працює наступним чином. При підключені обмотки 1 до джерела змінної напруги в обмотці 7 потоком взаємоіндукції наводиться ЕРС взаємоіндукції, під дією якої в обмотці 7 протікає струм. Величина ЕРС і струму не залежить від положення обмотки 7 відносно обмотки 1 у зв'язку з тим, що у будь якому положенні рухомого елементу під обмоткою збудження знаходиться однакова кількість витків обмотки 7. Струм обмотки 7 утворює потік взаємоіндукції по відношенню до обмотки 2, який наводить в ній ЕРС взаємоіндукції. Величина ЕРС в обмотці 2 залежить від площі взаємного перекриття обмоток 2 та 7. Наявність тристороннього феромагнітного екрану до обмотки 1, товщина стінок якого обирається не меншою довжини електромагнітної хвилі в екрані, виключає наявність паразитного потоку між обмотками 1 та 2, а, значить, і наявність паразитної ЕРС в обмотці 2, яка впливає на точність вимірювання. Згідно [2] (с. 364-365) при промисловій частоті 50 Гц довжина хвилі в феромагнітному матеріалі складає 4,5 мм, а в міді - 59 мм, тому на такій частоті екран виконується феромагнітним. Якщо джерело живлення обмотки збудження має надзвукову частоту, то екран (шайби 4 та циліндр 5) можна виконати з міді, тим самим повністю виключити феромагнітні матеріали. Так, при частоті 20 кГц довжина хвилі в міді буде близько 3 мм. Джерела інформації: 1. АС СРСР № 853369 ΑΙ, G01B7/00. Датчик линейных перемещений. Опубл. 07.08.81, Бюл. № 29. 2. Л.Р. Нейман, К.С. Демирчян. Теоретические основы электротехники. Т2. Л: Энергия, 1967 с. 408. 1 UA 110851 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Датчик лінійних переміщень, що містить нерухому частину у вигляді співвісно розміщених обмотки збудження та вимірювальної обмотки і феромагнітні шайби з обох сторін обмотки збудження та рухому частину у вигляді діелектричного каркасу з розподіленою короткозамкнутою обмоткою, довжина якої включає суму довжин обмотки збудження та вимірювальної обмотки і товщини феромагнітної шайби між ними, який відрізняється тим, що для підвищення точності вимірювань обмотка збудження охоплена тристороннім феромагнітним екраном у вигляді двох феромагнітних шайб та феромагнітного циліндра, який напресований на феромагнітні шайби, при цьому товщина стінок екрану обирається не меншою довжини електромагнітної хвилі в екрані. 2. Датчик лінійних переміщень за п. 1, який відрізняється тим, що при надзвуковій частоті джерела живлення тристоронній екран виконано з міді. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2