[其他]位移—頻率轉換器

無效

• 申請號: 85205743
• 申請日: 1985-12-30
• 公開（公告）號: CN85205743U
• 公開（公告）日: 1986-10-22
• 發明（設計）人: 畢守球;李保民
• 申請（專利權）人: 畢守球
• 主分類號: G01D5/243
• 分類號: G01D5/243
• 代理公司: 寧夏發明專利服務中心
• 代理人: 郭立寧

屬測試領域的一種機電轉換裝置，特別是用于位移的測量，

差動變壓器在測試機械位移上應用比較普遍，它能將各種直線位移量或變形量線性地轉換成電信號，使用比較方便、靈活，精度和分辨力高，穩定性好。但差動變壓器輸出為交流電壓，變為數字信號須經交流數壓表和其它較復雜的轉換才行。另外，現有的差動變壓器骨架上繞有三個線圈，其中二個次級線圈存在著對稱問題，制造起來較為復雜。

本實用新型的目的正是為了解決差動變壓器在位移測量中存在的上述問題，將頻率轉換器裝在位移傳感器上，位移傳感器中鐵芯的位移量通過頻率轉換器線性地轉換為頻率量，用測量頻率的辦法來測量鐵芯的位移量，以實現鐵芯位移的數字顯示。

本實用新型分為電感式位移傳感器和電感——頻率轉換器兩部分。電感式位移傳感器的結構和差動變壓器的結構相仿，所不同的是，位移傳感器骨架上僅繞有一個線圈，設線圈的長度為X₁，鐵芯插入線圈的長度為X₂，則線圈內部空氣芯磁路長度為X₁－X₂。設線圈外部空氣芯磁路長為X，線圈流過的電流為H，線圈匝數為W。由于鐵芯的導磁系數很大，可以認為線圈電流所產生的磁勢W全部降落在空氣芯磁路上，即W＝H（X＋X₁－X₂）H——磁場強度

這時線圈的電感為：L＝ 4/(i) ＝ (W²Sμ_O)/(X+X₁-X₂) ＝ (K₁)/(X+X₁-X₂) （1）

式中W——線圈匝數????????S——線圈內孔截面積

μ₀——空氣的導磁系數 K₁——常數

當鐵芯插入線圈的長度X₂改變時，鐵芯露在線圈外面的長度隨之改變，則線圈外的空氣芯磁路的長度X將改變。為使線圈電感只與鐵芯位移X₂有關，可將線圈裝在軟磁材料制作的外殼內，且使這外殼與鐵芯間的空氣隙盡可能小。這樣，當X₂改變時，X₁將基本不變，（1）式為位移傳感器鐵芯位移線圈電感的關系式。

電感——頻率轉換器由下行遲滯比較器和一條RL負反饋回路組成。設線圈電感為L，電阻為R1，比較器輸出電壓為正，即U_＋＞U_－，雙向穩壓管正反方向的穩定電壓相等，即：U_W＋＝U_W－，I₀為比較器線圈中最近一次輸出為負，翻轉為正時的電流，則I₀R即為最近一次翻轉時，反相輸入端輸出電壓U_－′，即：U_－′＝I₀R＝ (Rt)/(R_F+R_t) U_W－（2）

式中Rt——分壓電阻 R_F——正反饋分壓電阻

這時，比較器反相輸入端的電壓