Индуктивный датчик перемещения
INDUCTIVE DISPLACEMENT SENSOR

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений объектов. Известен индуктивный преобразователь перемещений, содержащий две соосные катушки индуктивности и расположенный между ними сердечник, генераторы (автогенераторы) переменного напряжения, электрические сопротивления и фильтр-смеситель. О величине перемещений сердечника относительно катушек судят по разностной частоте на выходе фильтра-смесителя, зависящей от изменяющихся индуктивностей катушек (авт. свид. №807048, МПК 3 G01B 7/24, опубл. 20.01.2004).
Недостатком изобретения является сложность конструкции датчика и схемы выделения его полезного сигнала, ограниченные эксплуатационные возможности прибора, необходимость дополнительного преобразования выходного сигнала для компьютерной регистрации и обработки результатов в процессе измерений.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению взятого в качестве прототипа является индуктивный датчик содержащий индукционную катушку, ферромагнитный сердечник, генератор прямоугольных импульсов, генератор стабильного тока, амплитудный детектор, устройство индикации. Генератор прямоугольных импульсов является задающим элементом амплитуды и рабочей частоты датчика. Он обеспечивает работу генератора стабильного тока, необходимого для поддержания неизменного (фиксированного) ударного тока, поступающего на индукционную катушку. Стабильный ударный ток обеспечивает накачку энергией индукционной катушки во время активной фазы генератора тока. ЭДС индукции в виде импульсов поступает на амплитудный детектор, который их интегрирует и обеспечивает получение на выходе однополярного напряжения с амплитудой, пропорциональной величине ЭДС в текущий момент времени. Величина ЭДС прямо пропорциональна индуктивности катушки, которая определяется относительным положением ферромагнитного сердечника и катушки. (Патент РФ 2474786, МПК G01B 7/14 опублик. 10.02.2013).
Недостатком прототипа является сложность конструкции устройства низкая чувствительность датчика и точность измерения.
Задачей, предлагаемого изобретения является разработка индуктивного датчика работающего на изменении магнитного поля в зазоре сердечника.
Техническим результатом является снижение помех (фона) и повышение чувствительности датчика.
Это достигается тем, что магнитное поле, создаваемое магнитной катушкой передается двум симметричным сердечникам разделенных пружиной сопряженных с информационными катушками. Один сердечник внутри корпуса датчика закрепляется неподвижно, другой должен быть подвижным и устанавливается в подшипнике скольжения. На конце подвижного стержня устанавливался щуп, который находится в контакте с измеряемой деталью. При износе детали подвижный сердечник перемещается, увеличивая зазор между стержнями при этом уменьшается магнитное поле, передаваемое подвижным стержнем информационной катушки. Разность показания неподвижной и подвижной информационных катушек даст величину износа детали.
Общий вид индуктивного датчика перемещения представлена на фиг. 1.
Индуктивный датчик перемещения состоящий из корпуса 1 в котором размещены магнитная катушка 11 и информационные катушки 6, 13, подключенные к источнику переменного тока, блок предварительного усиления 15, отличающийся тем, что магнитная катушка 11 закреплена жестко в корпусе, справа и слева от нее через пластмассовые перегородки 7, 12 соосно с ней закреплены информационные катушки 6, 13, внутри которых установлены два равных стержня 2, 10 разделенные пружиной 9, один внутренний закреплен жестко в перегородке 14, другой подвижно в подшипнике скольжения 8 и фланце 4 с замком 5, к которому на резьбе 3 крепится щуп, дополнительно в корпусе установлена блок-схема усилителя 15 сигналов с информационных катушек, соединенная с разъемом вывода 18, закрепленным на фланце 16 с замком 17.
Работает датчик следующим образом. После установки щупа стержня 2 информационной катушки 6 на объект измерения. Подается переменное напряжение на магнитную катушку 11 при этом образуется магнитное поле в стержнях 2, 10. Эти стержни входят в каналы измерительных катушек наводя электрический ток сигнала. В исходном положении стержни 2, 10 соприкасаются торцовыми поверхностями, зазора между ними нет, поэтому разность сигналов информационных катушек 6, 13 равно 0. При износе поверхности объекта (детали) подвижный стержень 2 под усилием пружины 9 перемещается образуя зазор между стержнями 2, 10. В результате магнитное поле в стержне уменьшается, соответственно снижается сигнал информационной катушки 6. Появляется эдс разности сигналов двух информационных катушек 6, 13 пропорциональный перемещению подвижного стержня 2, который усиливается усилителем 15 и передается на разъем вывода 18, к которому могут подключаться приборы отображения и обработки информации.
Заявляемое изобретение позволяет снизить помехи измеряемого сигнала, повысить чувствительность и надежность работы датчика.