SU1657943A1 - Трансформаторный двухкоординатный преобразователь линейных перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  двухкоординатньгх перемещений объектов. Цель изобретени  - повышение линейности характеристики преобразовани  и расширение диапазона измерений трансформаторного двухкоор- динатного преобразовани  линейных .перемещений, он содержит магнитопро- вод щий  корь 1 и статор 2, на выстуИзобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений каких-либо объектов по двум координатам . Цель изобретени  - линеаризаци  характеристики преобразовани  и расширение диапазона измерени  трансформаторного преобразовател  перемещений. Это достигаетс  за счет снижени  вли ни  краевых эффектов и синусоидального распределени  чигла витков обмотки возбуждени  преоОрачовател , пах которого размещены катушечные секции четырех фаз 11-14 оОмотки возбуждени , подключенной к четырех- фазному источнику питани  17. Возбуждаемые в катушечных секци х этих фаз и выступах, на которых они расположены , магнитные потоки замыкаютс  через выступ  кор , размещенный в центре  кор  1. При этом в измерительной обмотке 16, охватывающий выступ  кор , генерируетс  напр жение, амплитуда и фаза которого, измер емые блоком 18, однозначно определ ют величину и направление перемещени  объекта контрол , св зываемого в процессе измерений с  корем 1. Диаметр  кор  1 превосходит диаметр статора 2 на величину измер емого диапазона перемещений . За счет увеличени  числа выступов на статоре и указанных соотношений размеров  кор  и статора значительно возрастает линейность характеристики преобразовани  и увеличиваетс  диапазон измерений. 5 ил. а следовательно, и магнитного пол  в его зазоре. На фиг. 1 представлен трансформаторный двухкоординатный прооПра-шпатель линейных перемещении, нищий вид; на фиг. 2 - статор преобразонагел , вид сверху; на фиг. 3 - схема распределени  витков катушечных секнии обмотки возбуждени  на выступах fia- тора; на фиг. 4 - обща  электрическа  схема преобразовател ; на .5 - диаграмма изменении амшпмуды и rhaс SS (Л о ел м со 400

Description

зы выходного сигнала преобразовател  в функции перемещени  его  кор .

Трансформаторный двухкоординатный преобразователь линейных перемещений содержит установленные в параллельных плоскост х с возможностью относительного перемещени  два магнито- провода с основани ми в виде дисков: ферромагнитный  корь 1, св зываемый |в процессе измерений с объектом конт ( рол  (не показан), и ферромагнитный статор 2. По окружности статора 2 равномерно распределены в количестве N, кратном четырем, где N 4n, a п 2,4,6..., выступы 3-10, обращенные к  корю 1. При показанном на фиг. 2 числе выступов, равном восьми (п 2, N 4x2 8), на них размещена четырехфазна  обмотка возбуждени . азы 11-14 этой обмотки расположены взаимно ортогонально и кажда  из них занимает m 2n-1 соседних выступов. При N 8 и п 2, как показано на Аиг. 2, кажда  фаза размещена на трех выступах, т.к. m (2x2) . При этом на любом из выступов могут располагатьс  секции не более, чем двух фаз обмотки возбуждени . Число витков в каждой секции определ етс  из соотношени 

W0sin

JL 2п

где W - число витков в средней дл  данной фазы катушечной секции, a i - пор дковый номер выступа, на котором размещены витки секции фазы обмотки возбуждени .

Благодар  такому распределению числа витков обеспечиваетс  синусо- идальное изменение магнитного пол  в зазоре между статором и  корем датчика. В центре  кор  1 выполнен выступ 15, на котором размещена измерительна  обмотка 16. Фазы 11-14 обмотки возбуждени  подключены к четырехфазному источнику 17 питани . Измерительна  обмотка 16 подключена к блоку 18, обеспечивающему измерение аМПЛИТуДЫ И фаЗЫ ВЫХОДНОГО СИГ-

нала (фиг.4) Лиаметр  кор  1 должен превосходить диаметр статора 2 на величину измер емого диапазона перемещений .

Трансформаторный двухкоординатный преобразователь линейных перемещений работает следующим образом.

Протекающие через секции фаз обмотки возбуждени  равные по амплитуд

0

5

0

5

0

5

о 5 Q

5

гармонические квадратурные токи воз- ii

букдени  создают в выступах 3-10 статора 2 противофазные магнитные потоки, замыкающие через выступ 15  кор  1 и навод щие в измерительной обмотке 16 напр жение, амплитуда и фаза которого однозначно св заны с положением объекта контрол  (фиг.5)0 При соос- ном расположении  кор  1 и статора 2 магнитные потоки возбуждени  в выступе 15 от всех фаз обмотки возбуждени  взаимно компенсируютс , вследствие чего сигнал на выходе преобразовател  равен нулю. При смещении  кор  1 относительно статора 2 в плоскости Х-У магнитные сопротивлени  статора и  кор  на пути прохождени  магнитных потоков различных фаз измен ютс , вследствие чего сумма этих потоков не равна нулю. Г результате в измерительной обмотке 16 навод т сигнал, амплитуда и фаза которого пропорциональны величине и направлению смещени   кор  1 в координатах Х-У. Например, при перемещении  кор  1 в каком-либо из радиальных направлений амплитуда выходного сигнала измен етс  пропорционально, а фаза остаетс  посто нной, как это показывает диаграмма на фиг. 5. При перемещении  кор  1 по окружности посто нного радиуса амплитуда выходного .сигнала преобразовател  останетс  посто нной, а фаза непрерывно измен етс  от 0 до 21Г. Выполнение  кор  преобразовател  превышающим по диаметру его статор исключает вли ние краевого эффекта магнитного пол  и повышает линейность выходной характеристики . Дополнительное повышение линейности достигаетс  за счет увеличени  числа выступов на статоре. Экспериментальные исследовани  образца с 24-м  выступами на статоре показа- ли, что диапазон его измерений возрастает в 2,5 раза по сравнению со статором, имеющим 4-е выступа, а нелинейность характеристики преобразовани  при одинаковом диапазоне измере- ний снижаетс  в 7 раз и во всем рабочем диапазоне не превышает 0,8%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Трансформаторный двухкоординатный преобразователь линейных перемещений , содержащий установленные в параллельных плоскост х с возможностью относительного перемещени  два магнитопровода, первый из которых имеет выступы, обращенные к поверхности второго магнитопровода, и размеренные на этих выступах обмотки , о т л и ч а ю и и и с   тем, что, с цепью линеаризации характерис- ,тики преобразовани  и расширени  ди- апазона измерени , оба магнитопровода выполнены с основани ми в виде дисков, диаметр первого из которых меньше диаметра второго диска, в

   Центре которого выполнен выступ дл  размещени  на нем одной из обмоток,  вл ющейс  измерительной обмоткой, выступы на первом магнитопроволе pai номерно распределены по его окружное ти и их количество кратно четырем, а размещенные на этих выступах обмотки образуют четырехфазную обмотку возбуждени , кажда  фаза которой состоит из катушечных секций, занимающих п соседних выступов, где m 2п-15 а п 2,А,6... .

   Y//////////////

   N2

   10

   11

   14

   Щ

   8

   15

   1

   (Л

   N2

   Фие.1

   72

   7Z

   /2

   Фие.2

   И

   ФшЬ

   ч-ML

   If-SJi/tf