Электромагнитный преобразователь параметров движения — SU 920525 (original) (raw)
ОП ИСАНИИИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвз СфаетеиилСоциавктичесииеРеспублик,(и)920525(5)М. Кл. 6 01 Р 3/52 Ввударетвеллме кемитет СССР пв делам изабретеюй и етевытвй "(72) Авторы изобретения ци идам",МУФимский авиационный институт им, Орджо(51) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯИзобретение относится к инФор мационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования линейных перемещений и скоростей в пропорциональный электрический сигнал.Для измерения линейных скорос" тей и перемещений широко используются индуктивные преобразователи с распределенными параметрами, которые содержат магнитопровод, обмотку возбуждения или постоянный магнит и измерительную обмотку 1 1 и 21,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик линейной скорости, содержащий снабженный по торцам обмотками возбуждения, замкнутый магнитопровод, охватывающий плоскую распределительную обмотку, связанную с контролируемым объектом 31.Недостатком данного устройства является погрешность измерения изза технологической сложности уклад/ 2ки с постоянным шагом прямоугольных витков измерительной обмотки,,особенно в диапазоне больших линейных перемещений и большую постоянную времени из-за наличия магнитопровода.Цель изобретения - повышение точности преобразования и быстродействия.Цель достигается тем, что вэлектромагнитном преобразователе параметров движения, содержащем статор с обмоткой возбуждения и подвижную измерительную обмотку, статорвыполнен в виде пакета из чередующихся пластин с высокоомным электрическим сопротивлением и диэлектрических прокладок, а обмотка возбуждения выполнена в виде параллельных секций, верхние и нижние проводники которых соединены последовательно друг с другом на одном торцепакета и разомкнуты с другого торца,при этом измерительная обмотка рас3 92052 положена вдоль боковой стороны пакета и ее продольная ось совпадает по .направлению с продольной осъю обмотки возбуждения.На фиг, 1 представлена конструкция преобразователя параметров движения; на фиг. 2 - одна секция обмотки возбуждения и распределение электрического поля в ней; на фиг. 3 - зависимость распределения 16 индукции В магнитного поля по длине секции (на фиг.2).Преобразователь содержит параллельно расположенные длинные секции обмотки возбуждения 1, причем каж- з рая секция обмотки возбуждения состоит из одного верхнего 2 и одного нижнего 3 медных проводников, . между которыми установлены пластины 1 иэ высокоомнога электропроводного материала (хромаль, нихром, фехраль), или полупроводника, при этом пластины имеют электрический контакт с верхним 2 и нижним 3 проводниками по всей длине, С одного торца преобра- гз эователя нижний проводник предыдущей секции замкнут с верхним проводником последующей секции. С противоположного торца проводники разомкнуты. Секция одна относительно другой изолированы диэлектрическими пластинами 5. Со стороны одного из длинных торцов обмотки возбуждения размещена измерительная обмотка 6, связанная с подвижным объектом, причем ее продольная ось совпадает по направлению с продольной осью обмотки возбуждения. Принцип действия преобразователя заключается в следующем.Электрический ток, протекая по верхнему проводнику (см.фиг,2), электрическим сопротивлением которого можно пренебречь по сравнению с электрическим сопротивлением высокоомной реэистивной пластины 1, рав номерно растекается по всей поверхности пластины, образуя цепь с распределенными электрическими параметрами. Соответственно магнитные силовые линии, замыкающиеся кольцами Ю вокруг проводников 2 и 3, ослабляются от начала к концу проводника по мере ответвления тока в высокоомную резистивную пластину, Закон убывания индукции магнитного поля по длине про- и водника имеет линейный характер,так как ток в проводнике 2 убывает по линейному закону. Величина тока, от 5 фветвляющегося в резистивную пластйну,постоянна на единицу длины вдольвсей пластины. На выходе проводника,весь ток собирается с пластины, В идостигает своего входного значенияб, Для того, чтобы увеличить магнитный поток, охватывающий проводники, укладывается несколько секции,соедиНенных между собой последовательно и образующих соленоидную об"мотку, вытянутую в поперецном направлении (слева направо) и .имеющую вэтом же направлении линейно убь 1 вающий вектор магнитного поля.Параллельно длинному торцу секцииперемещается измерительная обмотка6 (фиг.3), витки которой охватываются магнитным полем, со спадающейпо мере перемещения измерительнойобмотки к разомкнутым торцам проводников 2 и 3 индукцией ВБслиобмотка возбуждения запитана переменным током, то в измерительнойобмотке трансформируется ЭДС, линейно убывающая по мере перемещения обмотки вправо (см.фиг.1),т.е.ЭДС пропорциональна координате положения, При запитывании обмоткивозбуждения постоянным током в измерительной обмотке индуктируетсяЭДС,пропорциональная скорости еедвижения,Таким образом, предлагаемая конструкция имеет вместо дискретно распределенной обмотки известного устройства, в которой присутствует погрешность, определяемая точностью укладки этой обмотки, длинные токо- воды, замкнутые с одного торца и разомкнутые с другого, между которь 1 ми размещена резистивная пластина. Образуется система с распределенными электрическими параметрами, причем параметры изменяются непрерывно и линейно. Соответственно и статическая характеристика преобра" зователя линейна, Поскопьку в данной конструкции отсутствует железо, устранены и все недостатки (вес, магнитные потери, нелинейность), связанные с иим, Это позволяет обеспечить высокую тоцность измерений. В это же время преобразователь можно использовать при высокой частоте ,питающего напряжения, что позволяет резко повысить его чувствительность. Кроме того, в преобразователе сохранены преимущества, присущие5электромагнитным преобразователям с распределенными параметрами, а .именно большой диапазон измерения сперемещения до нескольких метров).Особенно высокой точностью изме-. рения обладает предлагаемый электромагнитный преобразователь в динамическом режиме работы. Из-за отсутствия железа и незначительного числа витков обмотки возбужде" ния, свойственного такому принципу действия, индуктивность электрической цепи преобразователя мала по сравнение с известными устройствами, а следовательно, мала и постоянная времени цепи инерционность), что обуславливает незначительную динамическую погрешность измерения. .По своему быстродействию и малой инерционности преобразователь с та.- ким принципом действия приближается к оптоэлектронным преобразователям. Формула изобретения Электромагнитный преобразователь параметров движения, содержащий ,статор с обмоткойвозбуждения и 1 подвижную измерительную обмотку,920525 6о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,.с целью повышения точности преобразования и быстродействия, статорвыполнен в виде пакета из чередуюэ щихся пластин с высокоомным электри ческим сопротивлением и диэлектрических прокладок, а обмотка возбуж"дения выполнена в. виде параллельныхсекций, верхние и нижние проводникио которых соединены последовательнодруг с другом на одном торце пакетаи разомкнуты с другого торца, приэтом измерительная обмотка расположена вдоль боковой стороны пакета15 и ее продольная ось совпадает понаправлению с и;одольной осью,обмотки возбуждения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе2 о 1, Куликовский Л,ф., ЗариповИ.ф. Индуктивные преобразователиперемещения с распределенными па-раметрами. И.-Л., 1966,с 26-30.2. Зарипов И.ф. Преобразователи25 с распределенными параметрами дляавтоматики и информационно-измерительной техники. И., 1969, с. 6-12.3. Авторское свидетельство СССР920525 Р Рф У ф (Рц Р 4 У Составитель Е. Швецоведактор Н. Ромжа Техред И. Рейвес Корректор Н.ф. Заказ 2 83 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 Тираж ИИПИ Госуда по делам и 5, Москва, рутвенобрет