ДАТЧИК ЛІНІЙНИХ ПЕРЕМІЩЕНЬ

Датчик лінійних переміщень, що містить обмотку збудження, вимірювальну обмотку, які розміщені в двох поздовжніх діаметрально розташованих пазах нерухомого феромагнітного циліндра, та порожнистий феромагнітний циліндр, що за ковзною посадкою може рухатися відносно нерухомого феромагнітного циліндра, який відрізняється тим, що додатково введено джерело світла, яке закріплено в отворі порожнистого феромагнітного циліндра та установлено над вхідними торцями вхідних світловодів, розміщених в третьому пазу нерухомого феромагнітного циліндра, а їх вихідні торці оптично пов'язані з волоконно-оптичним перетворювачем з можливістю отримання інформації в двійковому коді, який через цифро-аналоговий перетворювач під'єднаний до блока порівнянь, другий вхід якого з'єднаний із вимірювальною обмоткою.

Корисна модель належить до галузі приладобудування і може застосовуватися для вимірювання лінійних переміщень в різних сферах техніки. Відомий мікрорезонаторний волоконно-оптичний датчик лінійних переміщень, що містить вимірювальну головку, волоконно-оптичний лазер, одномодовий світловод, фотоприймач, блок обробки інформації, постійний магніт, датчик Холла, підсилювач та блок порівняння (Патент України № 152117, МПК G01B 11/14, G01D 5/26, опубліковано 02.11.2022, Бюлетень № 44). Недоліками мікро резонаторного волоконно-оптичного датчика лінійних переміщень є складність конструкції та налаштування датчика, низька технологічність. Найбільш близьким аналогом є датчик лінійних переміщень, що містить нерухомий феромагнітний циліндр, в повздовжніх пазах якого вкладено обмотку збудження та вимірювальну обмотку, порожнистий феромагнітний циліндр, який за ковзною посадкою може рухатися відносно нерухомого феромагнітного циліндра (Патент України № 99437, МПК H02K 41/02 (2006.01), опубліковано 10.06.2015, Бюлетень № 11). Недоліком датчика лінійних переміщень є обмежені функціональні можливості, оскільки відсутній вбудований контроль для оцінки працездатності його роботи. В основу корисної моделі поставлена задача розширити функціональні можливості аналогу за рахунок введення вбудованого контроля для оцінки працездатності датчика лінійних переміщень. Поставлена задача вирішується тим, що у датчик лінійних переміщень, що містить обмотку збудження, вимірювальну обмотку, які розміщені в двох поздовжніх діаметрально розташованих пазах нерухомого феромагнітного циліндра, та порожнистий феромагнітний циліндр, що за ковзною посадкою може рухатися відносно нерухомого феромагнітного циліндра, згідно з корисною моделлю, додатково введено джерело світла, яке закріплено в отворі порожнистого феромагнітного циліндра та установлено над вхідними торцями вхідних світловодів, розміщених в третьому пазу нерухомого феромагнітного циліндра, а їх вихідні торці оптично пов'язані з волоконно-оптичним перетворювачем з можливістю отримання інформації в двійковому коді, який через цифро-аналоговий перетворювач під'єднаний до блока порівнянь, другий вхід якого з'єднаний із вимірювальною обмоткою. Введення до складу датчика лінійних переміщень нових елементів (джерело світла, вхідні світловоди, волоконно-оптичний перетворювач, цифро-аналоговий перетворювач, блок порівняння) та зв'язків між ними дозволяє розширити функціональні можливості за рахунок введення вбудованого контролю для оцінки працездатності датчика. Суть корисної моделі пояснюють креслення.На фіг. 1 представлена конструкція датчика лінійних переміщень.На фіг. 2 - фрагмент розкладки вихідних торців вхідних світловодів у отвори волоконно-оптичного перетворювача. Датчик лінійних переміщень містить нерухомий феромагнітний циліндр 1, в двох поздовжніх діаметрально розташованих пазах якого вкладено обмотку збудження 2 та вимірювальну обмотку 3. Порожнистий феромагнітний циліндр 4 може за ковзною посадкою рухатися відносно нерухомого феромагнітного циліндра 1. Джерело світла 5 закріплено в отворі порожнистого феромагнітного циліндра 4 та установлено над вхідними торцями вхідних світловодів 6, розміщених в третьому пазу нерухомого циліндра 1. Вихідні торці вхідних світловодів 6 оптично пов'язані з волоконно-оптичним перетворювачем 7 для отримання інформації в двійковому коді, який через цифро-аналоговий перетворювач 8 під'єднаний до блока порівняння 9. Другий вхід блока порівняння 9 з'єднаний із вимірювальною обмоткою 3. Датчик лінійних переміщень працює наступним чином. При протіканні струму в обмотці збудження 2 виникає магнітний потік, який замикається в поперечному напряму до руху порожнистого феромагнітного циліндра 4. Якщо циліндр 4 перекриває по довжині частину поздовжніх пазів нерухомого феромагнітного циліндра 1, то збільшується магнітний потік завдяки малому повітряному проміжку між рухомим 4 та нерухомим 1 циліндрами. Це обумовлює збільшення відповідно перекриттю електрорушійної сили у вимірювальній обмотці 3. Одночасно при зміщенні порожнистого феромагнітного циліндра 4 відносно нерухомого феромагнітного циліндра 1 світловий потік від джерела світла 5 через відповідні вхідні світловоди 6 надходить на відповідні фотоприймачі ФПi волоконно-оптичного перетворювача 7 (див. фіг. 2). На виході відповідних фотоприймачів формується сигнал у вигляді чотирирозрядного двійкового коду, який у цифро-аналоговому перетворювачі 8 перетворюється в аналоговий сигнал L(Ф), що поступає на перший вхід блоку порівняння 9. На другий вхід блока порівняння 9 надходить сигнал L(U) із вимірювальної обмотки 3. Рівність цих сигналів вказує на працездатність обох каналів вимірювання (електромагнітний та волоконно-оптичний канали), тобто ΔL=L(Ф)-L(U))0. Якщо сигнал на виході блока порівняння 9 не дорівнює нулю, то це означає, що один із каналів непрацездатний. У цьому випадку необхідно реєструвати сигнали L(U) та L(Ф) на виході вимірювальної обмотки 3 і блока 8 та порівняти їх із дійсним переміщенням L. Це дає змогу визначити непрацездатний канал. Таким чином, запропонований датчик лінійних переміщень дозволяє розширити функціональні можливості аналога за рахунок введення вбудованого контролю його працездатності.