RU221006U1

RU221006U1 - Linear displacement sensor

Info

Publication number: RU221006U1
Application number: RU2023122724U
Authority: RU
Inventors: Валерий Владимирович Бодров; Рамиль Мерсеитович Багаутдинов; Владимир Иосифович Телал; Дмитрий Валерьевич Ардашев; Сергей Анатольевич Ганджа; Иван Александрович Чуйдук; Денис Владимирович Коробатов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственность "Уральский инжиниринговый центр"
Filing date: 2023-09-01
Publication date: 2023-10-13

Abstract

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована, в частности в гидравлических системах летательных аппаратов, где требуется информация о перемещениях поршней гидроцилиндров. Датчик линейных перемещений, выполненный с возможностью подключения к блоку обработки сигналов, содержащий корпус, на одном конце которого закреплена торцевая крышка, каркас с обмотками, шток, расположенный внутри каркаса, перегородку, согласно полезной модели, дополнительно содержит муфту, закрепленную на другом конце корпуса, при этом в корпусе выполнено два отверстия, а зазор между корпусом и измерительными обмотками заполнен теплопроводной кремнийорганической пастой. Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении надежности работы устройства. 2 ил. The utility model relates to control and measuring equipment and can be used, in particular, in hydraulic systems of aircraft, where information about the movements of hydraulic cylinder pistons is required. A linear displacement sensor, configured to be connected to a signal processing unit, containing a housing, at one end of which an end cover is attached, a frame with windings, a rod located inside the frame, a partition, according to the utility model, additionally contains a coupling attached to the other end of the housing, in this case, two holes are made in the housing, and the gap between the housing and the measuring windings is filled with thermally conductive silicone paste. The technical result of the claimed utility model is to increase the reliability of the device. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована, в частности в испытательном оборудовании (вибростендах).The utility model relates to control and measuring equipment and can be used, in particular, in testing equipment (vibration stands).

Из уровня техники известен индукционный датчик линейных перемещений (патент на изобретение №2589945, «Индукционный датчик линейных перемещений», МПК G01B 7/00, опубл. 10.07.2016), содержащий две измерительные обмотки и обмотку возбуждения, намотанные на каркасе.An inductive linear displacement sensor is known from the prior art (patent for invention No. 2589945, “Induction linear displacement sensor”, IPC G01B 7/00, published 07/10/2016), containing two measuring windings and an excitation winding wound on a frame.

Из уровня техники известен датчик линейных перемещений (патент на изобретение №2480709, «Индукционный датчик линейных перемещений», МПК G01B7/00, опубл. 10.07.2016), содержащий обмотку возбуждения и две измерительные обмотки, намотанные на каркасе, шток.A linear displacement sensor is known from the prior art (patent for invention No. 2480709, “Inductive linear displacement sensor”, IPC G01B7/00, published 07/10/2016), containing an excitation winding and two measuring windings wound on a frame, a rod.

Из уровня техники известен датчик перемещений (патент на изобретение CN 114184118 А, «High-temperature-resistant strong-radiation LVDT sensor and assembly process thereof», МПК G01B7/02, опубл. 15.03.2022), принятый в качестве прототипа и выполненный с возможностью подключения к блоку обработки сигналов, который содержит корпус, с одной стороны которого закреплена торцевая крышка, каркас с обмотками, шток, расположенный внутри каркаса, перегородку.A displacement sensor is known from the prior art (patent for invention CN 114184118 A, “High-temperature-resistant strong-radiation LVDT sensor and assembly process thereof”, IPC G01B7/02, published 03.15.2022), adopted as a prototype and made with the ability to connect to a signal processing unit, which contains a housing, on one side of which an end cover is fixed, a frame with windings, a rod located inside the frame, and a partition.

Недостатком указанных аналогов и прототипа является их низкая надежность работы, и, как следствие, недолговечность эксплуатации.The disadvantage of these analogues and the prototype is their low operational reliability, and, as a consequence, short service life.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении надежности работы устройства.The technical result of the claimed utility model is to increase the reliability of the device.

Указанный технический результат достигается за счет того, что датчик линейных перемещений, выполненный с возможностью подключения к блоку обработки сигналов, содержащий корпус, на одном конце которого закреплена торцевая крышка, каркас с обмотками, шток, расположенный внутри каркаса, перегородку, согласно полезной модели, дополнительно содержит муфту, закрепленную на другом конце корпуса, при этом в корпусе выполнено два отверстия, а зазор между корпусом и измерительными обмотками заполнен теплопроводной кремнийорганической пастой.The specified technical result is achieved due to the fact that a linear displacement sensor is configured to be connected to a signal processing unit, containing a housing, at one end of which an end cover is fixed, a frame with windings, a rod located inside the frame, a partition, according to the utility model, additionally contains a coupling attached to the other end of the housing, with two holes made in the housing, and the gap between the housing and the measuring windings is filled with thermally conductive silicone paste.

Муфта поджимает один из торцов каркаса с обмотками. Благодаря большому количеству витков резьбы и использованию фиксатора резьбовых соединений Loctite 243 обеспечивается простая и надежная фиксация каркаса с обмотками, которая исключает люфт каркаса внутри датчика.The coupling presses one of the ends of the frame with windings. Thanks to the large number of thread turns and the use of Loctite 243 thread locker, simple and reliable fixation of the frame with windings is ensured, which eliminates backlash of the frame inside the sensor.

Выполнение в корпусе датчика отверстий необходимо для того, чтобы заполнить зазор между корпусом и измерительными обмотками теплопроводной кремнийорганической пастой, обеспечивающей отвод тепла при нагреве катушек, и исключение их перегрева.Making holes in the sensor housing is necessary in order to fill the gap between the housing and the measuring windings with thermally conductive silicone paste, which ensures heat removal when heating the coils and prevents them from overheating.

Наличие муфты может также обеспечивает возможность подключения различных типов вилок.The presence of a coupling can also provide the ability to connect different types of plugs.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен заявленный датчик линейных перемещений; на фиг.2 - электрическая схема соединений обмотки возбуждения и измерительных обмоток.The utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows the claimed linear displacement sensor; Fig. 2 is an electrical diagram of the connections of the excitation winding and measuring windings.

Датчик линейных перемещений содержит корпус 1, на одном конце которого закреплена торцевая крышка 2, а на другом - муфта 3. Внутри корпуса 1 расположен каркас 4, поверх которого установлены две перегородки 5 и 6 соответственно и намотана обмотка возбуждения 7. Поверх намотки возбуждения 7 намотаны две измерительные обмотки - 8 и 9.The linear displacement sensor contains a housing 1, at one end of which an end cap 2 is fixed, and at the other - a coupling 3. Inside the housing 1 there is a frame 4, on top of which two partitions 5 and 6 are installed, respectively, and an excitation winding 7 is wound. two measuring windings - 8 and 9.

Датчик линейных перемещений также содержит шток 10, расположенный внутри каркаса 4.The linear displacement sensor also contains a rod 10 located inside the frame 4.

Подключение датчика к блоку обработки информации может обеспечиваться за счет вилки 11, закрепленной в муфте 3 со стороны ее свободного конца, и соединенной посредством проводов с обмоткой возбуждения 7 и измерительными обмотками 8 и 9 соответственно.The connection of the sensor to the information processing unit can be ensured by a plug 11, fixed in the coupling 3 from its free end, and connected through wires to the excitation winding 7 and the measuring windings 8 and 9, respectively.

В корпусе 1 датчика выполнены два отверстия 12 и 13, посредством которых осуществляется заполнение полости между измерительными обмотками 8 и 9 и корпусом 1 теплопроводной кремнийорганической пастой.In the housing 1 of the sensor there are two holes 12 and 13, through which the cavity between the measuring windings 8 and 9 and the housing 1 is filled with thermally conductive silicone paste.

Датчик линейных перемещений работает следующим образом.The linear displacement sensor works as follows.

Перед началом работы, при сборке заявленного датчика линейных перемещений полость между измерительными обмотками 8 и 9 и корпусом 1 датчика заполняется теплопроводной кремнийорганической пастой через отверстия 12 и 13.Before starting work, when assembling the claimed linear displacement sensor, the cavity between the measuring windings 8 and 9 and the sensor body 1 is filled with thermally conductive silicone paste through holes 12 and 13.

Датчик перемещения содержит три обмотки: обмотку возбуждения 7 (первичная обмотка) и две измерительные обмотки 8 и 9 (вторичные обмотки). Степень передачи тока между обмоткой возбуждения 7 и двумя измерительными обмотками 8 и 9 определяется положением подвижного магнитного сердечника - штока 10. Измерительные обмотки 8 и 9 трансформатора соединены в противофазе.The displacement sensor contains three windings: an excitation winding 7 (primary winding) and two measuring windings 8 and 9 (secondary windings). The degree of current transfer between the excitation winding 7 and the two measuring windings 8 and 9 is determined by the position of the movable magnetic core - rod 10. The measuring windings 8 and 9 of the transformer are connected in antiphase.

При нахождении штока 10 посередине в каркасе 3 (см. фиг.2), напряжение на двух измерительных обмотках 8 и 9 равны по амплитуде, а т.к. они соединены противофазно, суммарное напряжение на выходе равно нулю - перемещения нет.When the rod 10 is in the middle in the frame 3 (see Fig. 2), the voltage on the two measuring windings 8 and 9 are equal in amplitude, and since they are connected in antiphase, the total voltage at the output is zero - there is no movement.

Если шток 10 перемещается от серединного положения в какую-либо сторону - происходит увеличение напряжения в одной из измерительных обмоток и уменьшение в другой. В результате суммарное напряжение будет не нулевым - датчик будет фиксировать смещение штока 10.If the rod 10 moves from the middle position in any direction, the voltage increases in one of the measuring windings and decreases in the other. As a result, the total voltage will not be zero - the sensor will record the displacement of rod 10.

Во время работы датчика в медной обмотке возбуждения 7 и двух измерительных обмотках 8 и 9 протекает ток, вследствие чего выделяется определенное количество тепла. Теплопроводная кремнийорганическая паста (термопаста) позволяет равномерно распределить тепло по поверхности корпуса 1 датчика, что обеспечивает его эффективное охлаждение и повышает общую надежность датчика. Также термопаста частично демпфирует вибрацию, возникающую в процессе работы датчика в направлениях перпендикулярных оси датчика.During operation of the sensor, a current flows in the copper excitation winding 7 and two measuring windings 8 and 9, as a result of which a certain amount of heat is released. Thermally conductive silicone paste (thermal paste) allows heat to be evenly distributed over the surface of the sensor housing 1, which ensures its effective cooling and increases the overall reliability of the sensor. Thermal paste also partially dampens the vibration that occurs during sensor operation in directions perpendicular to the sensor axis.

Наличие муфты 3 с резьбовым соединением позволяет надежно зафиксировать каркас 4 с обмотками, что в свою очередь исключает возможность колебаний каркаса 4 с обмотками во всем диапазоне рабочих частот датчика. Отсутствие излишних вибрационных нагрузок повышает надежность и увеличивает срок эксплуатации датчика.The presence of a coupling 3 with a threaded connection makes it possible to securely fix the frame 4 with windings, which in turn eliminates the possibility of vibrations of the frame 4 with windings throughout the entire range of operating frequencies of the sensor. The absence of excessive vibration loads increases reliability and increases the service life of the sensor.

Claims

A linear displacement sensor, configured to be connected to a signal processing unit, containing a housing, at one end of which an end cover is attached, a frame with windings, a rod located inside the frame, a partition, characterized in that it additionally contains a coupling attached to the other end of the housing, in this case, two holes are made in the housing, and the gap between the housing and the measuring windings is filled with thermally conductive silicone paste.