Диференціальний індуктивний датчик зусиль

Реферат: Диференціальний індуктивний датчик зусиль належить до вимірювальної техніки. Технічний результат корисної моделі полягає в підвищенні чутливості датчика по координаті z. UA 68520 U (54) ДИФЕРЕНЦІАЛЬНИЙ ІНДУКТИВНИЙ ДАТЧИК ЗУСИЛЬ UA 68520 U UA 68520 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вимірювальної техніки та може бути використана для вимірювання зусиль, тиску, ваги. Відомо диференціальний індуктивний датчик зусиль, що містить дві пари магнітопроводів з котушками, розташованих симетрично відносно прохідного якоря з протилежного боку на осях, зміщених від торців прохідного якоря у напрямку від його центру на відстань, що дорівнює половині радіуса магнітопроводу з котушкою, причому магнітопроводи з котушками, розміщені на одних осях, через підсилювально-перетворювальні канали зв'язані з входом диференціального підсилювача через суматор, додаткові дві пари магнітопроводів з котушками, розташовані у взаємно перпендикулярних площинах з основними парами магнітопроводів з котушками симетрично відносно прохідного якоря з протилежного боку на осях, зміщених від торців прохідного якоря у напрямку від його центру на відстань, що дорівнює половині радіуса магнітопроводу з котушкою, причому додаткові магнітопроводи з котушками, розміщені на одних осях, через підсилювально-перетворювальні канали зв'язані з входом додаткового диференціального підсилювача через додатковий суматор, у датчику кожна з двох пар магнітопроводів з котушками, розміщених на одних осях з протилежних боків прохідного якоря, через підсилювально-перетворювальні канали зв'язана з входом суматора через диференціальний підсилювач [див. патент України № 61618, МПК G01L9/00, опубл. 25.07.2011, бюл. № 14]. Цей датчик зусиль вибрано за прототип. Недоліком відомого диференціального індуктивного датчика зусиль є те, що він має недостатню чутливість по координаті z. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення диференціального індуктивного датчика зусиль шляхом того, що кожна з двох інших пар магнітопроводів з котушками, розміщених на одних осях з інших протилежних боків прохідного якоря, через підсилювальноперетворювальні канали зв'язана через диференціальний підсилювач зі входом суматора, вихід якого підключено до першого входу суматора, другий вхід якого сполучено з виходом основного суматора, що забезпечить підвищити чутливість датчика по координаті z. Поставлена задача досягається тим, що у диференціальному індуктивному датчику зусиль, що містить дві пари магнітопроводів з котушками, розташованих симетрично відносно прохідного якоря з протилежного боку на осях, зміщених від торців прохідного якоря у напрямку від його центру на відстань, що дорівнює половині радіуса магнітопроводу з котушкою, причому магнітопроводи з котушками, розміщені на одних осях, через підсилювально-перетворювальні канали зв'язані з входом диференціального підсилювача через суматор, додаткові дві пари магнітопроводів з котушками, розташовані у взаємно перпендикулярних площинах з основними парами магнітопроводів з котушками симетрично відносно прохідного якоря з протилежного боку на осях, зміщених від торців прохідного якоря у напрямку від його центру на відстань, що дорівнює половині радіуса магнітопроводу з котушкою, причому додаткові магнітопроводи з котушками, розміщені на одних осях, через підсилювально-перетворювальні канали зв'язані з входом додаткового диференціального підсилювача через додатковий суматор, кожна з двох пар магнітопроводів з котушками, розміщених на одних осях з протилежних боків прохідного якоря, через підсилювально-перетворювальні канали зв'язана з входом суматора через диференціальний підсилювач, згідно з корисною моделлю, у датчику кожна з двох інших пар магнітопроводів з котушками, розміщених на одних осях з інших протилежних боків прохідного якоря, через підсилювально-перетворювальні канали зв'язана через диференціальний підсилювач зі входом суматора, вихід якого підключено до першого входу суматора, другий вхід якого сполучено з виходом основного суматора. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено диференціальний індуктивний датчик зусиль, що містить прохідний якір 1, першу 2, 3, другу 4, 5, третю 6, 7 та четверту 8, 9 пари магнітопроводів з котушками, розташовані симетрично з чотирьох боків прохідного якоря 1 на осях, зміщених відносно торців прохідного якоря 1 у напрямку від його центра на відстань, що дорівнює половині радіуса r/2 магнітопроводів з котушками 2-9, обмотки магнітопроводів з котушками 2, 4 та 3, 5 відповідно з'єднані з підсилювально-перетворювальними каналами 10, 11 та 12, 13, обмотки магнітопроводів з котушками 6, 7 та 8, 9 відповідно з'єднані з підсилювальноперетворювальними каналами 14, 15 та 16, 17, суматори 18-24 та диференціальні підсилювачі 25-30. Диференціальний індуктивний датчик зусиль працює таким чином. При різниці зусиль, діючих у протилежних напрямках на прохідний якір 1, що дорівнює р2-р1=0, р4-р3=0 та р6-р5=0, перша 2, 3, друга 4, 5, третя 6, 7 та четверта 8, 9 пари магнітопроводів з котушками розташовані симетрично відносно центра 0 прохідного якоря 1 та у середині піддіапазонів лінійності характеристик перетворення кожного з магнітопроводів з котушками 2-9. При цьому на виходах обмоток усіх магнітопроводів з котушками 2-9 будуть однакові по величині сигнали, а на виході 1 UA 68520 U 5 10 15 20 25 30 диференціальних підсилювачів 25, 26 та суматора 24 відповідно результативні сигнали рx, рy та рz, дорівнюватимуть нулю. У випадку, коли р2-р1≠0, р4-р3=0, р6-р5=0, прохідний якір 1 зміщується вздовж осі х та магнітопроводів з котушками 2-9 на відстань, пропорційну різниці р2-р1. На виходах обмоток кожного з магнітопроводів з котушками 2-5 з'являються однакові за величиною прирости сигналів, а результативний сигнал рx на виході диференціального підсилювача 25 буде дорівнювати почетверенному значенню приросту кожного з магнітопроводів з котушками 2-5, при цьому на виході диференціального підсилювача 26 результативний сигнал рy=0 та на виході суматора 24 результативний сигнал рz=0. У випадку, коли р2-р1=0, р4-р3≠0, р6-р5=0, прохідний якір 1 зміщується вздовж осі у та магнітопроводів з котушками 2-9 на відстань, пропорційну р4-р3. На виходах обмоток кожного з магнітопроводів з котушками 6-9 з'являються однакові за величиною прирости сигналів, а результативний сигнал рy на виході диференціального підсилювача 26 буде дорівнювати почетвереному значенню приросту кожного з магнітопроводів з котушками 6-9, при цьому на виході диференціального підсилювача 25 результативний сигнал рx=0 та на виході суматора 24 результативний сигнал рz=0. У випадку, коли р2-р1=0, р4-р3=0, р6-р5≠0, прохідний якір 1 зміщується вздовж осі z та магнітопроводів з котушками 2-9 на відстань, пропорційну р6-р3. На виходах обмоток кожного з магнітопроводів з котушками 2-9 з'являються однакові за величиною прирости сигналів, а результативний сигнал рz на виході суматора 24 буде дорівнювати повосьмереному значенню приросту сигналу кожного з магнітопроводів з котушками 6-9, при цьому на виході диференціальних підсилювачів 25 та 26 результативні сигнали рx=0 та рy=0. У загальному випадку, коли р2-р1≠0, р4-р3≠0, р6-р5≠0 прохідний якір 1 зміщується вздовж осей х, у та z та магнітопроводів з котушками 2-9 на відстань, пропорційну р2-р1, р4-р3 та р6-р5 відповідно. На виходах обмоток кожного з магнітопроводів з котушками 2-9 з'являються однакові прирости сигналів, при цьому результативні сигнали рx на виході диференціального підсилювача 25 та рy на виході диференціального підсилювача 26 будуть дорівнювати почетвереному значенню приросту відповідно кожного з магнітопроводів з котушками 2-5 та 6-9, а результативний сигнал рz на виході суматора 24 буде дорівнювати повосьмереному значенню приросту сигналу кожного з магнітопроводів з котушками 2-9. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 Диференціальний індуктивний датчик зусиль, що містить дві пари магнітопроводів з котушками, розташованих симетрично відносно прохідного якоря з протилежного боку на осях, зміщених від торців прохідного якоря у напрямку від його центру на відстань, що дорівнює половині радіуса магнітопроводу з котушкою, причому магнітопроводи з котушками, розміщені на одних осях, через підсилювально-перетворювальні канали зв'язані з входом диференціального підсилювача через суматор, додаткові дві пари магнітопроводів з котушками, розташовані у взаємно перпендикулярних площинах з основними парами магнітопроводів з котушками симетрично відносно прохідного якоря з протилежного боку на осях, зміщених від торців прохідного якоря у напрямку від його центру на відстань, що дорівнює половині радіуса магнітопроводу з котушкою, причому додаткові магнітопроводи з котушками, розміщені на одних осях, через підсилювально-перетворювальні канали зв'язані з входом додаткового диференціального підсилювача через додатковий суматор, кожна з двох пар магнітопроводів з котушками, розміщених на одних осях з протилежних боків прохідного якоря, через підсилювальноперетворювальні канали зв'язана з входом суматора через диференціальний підсилювач, який відрізняється тим, що у датчику кожна з двох інших пар магнітопроводів з котушками, розміщених на одних осях з інших протилежних боків прохідного якоря, через підсилювальноперетворювальні канали зв'язана через диференціальний підсилювач зі входом суматора, вихід якого підключено до першого входу суматора, другий вхід якого сполучено з виходом основного суматора. 2 UA 68520 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3