Унифицированные электромагнитные датчики перемещений для систем специального назначения

• Автор: Трофимов, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 305 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
1.1 Основные требования, предъявляемые к электромагнитным преобразователям перемещений ИИУС специального назначения. Систематизация
1.2 Типы взаимоиндуктивных чувствительных элементов, используемых в датчиках перемещений

1.2.1 Общая характеристика взаимоиндуктивных преобразователей перемещений

1.2.2 Растровые взаимоиндуктивные ЧЭ

1.2.3 ЧЭ соленоидного типа

1.2.4 Вихретоковые ЧЭ

1.3 Анализ физической модели взаимоиндуктивных ЧЭ с цилиндрическим растром

1.4 Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 2 ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ И ИНЖЕНЕРНЫЕ
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ВЗАИМОИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
2.1 Математическая модель датчиков перемещений с цилиндрическим сопряжением растров
2.2 Методика расчета магнитной проводимости в рабочих зазорах цилиндрических растров
2.3 Методика расчета магнитной проводимости в рабочих зазорах
с торцевым сопряжением растров
2.4 Методики расчета конструктивных параметров ЧЭ растровых ЭМДП

2.4.1 Методика расчета основных конструкционных соотношений ЭМДП с цилиндрическим сопряжением растров
2.4.2 Методика расчета основных конструкционных соотношений 1 ЭМДП с торцевым сопряжением растров
2.5 Методика расчета дифференциальных трансформаторных датчиков перемещений для ИИУС специального назначения
2.6 Способы совершенствования растровых датчиков перемещений
2.7 Анализ возможности- расширения температурного диапазона растровых трансформаторных датчиков перемещений
2.8 Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 3 ОСНОВЫ ТЕОРИИ СОСТАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ
МОДЕЛЕЙ БЕСКОНТАКТНЫХ ВЗАИМОИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
3.1 Общий подход составления математических моделей и методы исследования тепловых процессов в'многокомпонентных датчиках
3.2. Математическая модель тепловых процессов в датчиках линейных перемещений
3.3 Моделирование тепловых процессов при динамическом изменении температуры среды в измеряемом зазоре
3.4. Результаты математического моделирования тепловых процессов в бесконтактном ЭМДП системы С
3.5 Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 4 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ .ПОГРЕШНОСТЕЙ РАСТРОВЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
4.1 Систематизация и анализ инструментальных погрешностей датчиков с цилиндрическим сопряжением растров
4.2 Метрологический анализ инструментальных погрешностей датчиков с торцевым сопряжением растров

4.3 Динамические погрешности растровых датчиков
4.4 Погрешности обработки выходных сигналов растровых датчиков
4.5 Погрешности при амплитудно-логической обработке
сигналов
4.5.1 Погрешность амплитудных детекторов
4.5.2 Погрешность преобразования устройства сравнения
4.6 Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 5 МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ И БАЗОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ
УНИФИЦИРОВАННЫХ РЯДОВ ВЗАИМОИ1ТДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
5.1 Основные задачи унификации и стандартизации при разработке датчиков перемещений специального назначения
5.2 Унифицированные ряды растровых датчиков линейных перемещений
5.2.1 Базовая конструкция штокового универсального датчика перемещений
5.2.2 Растровый многофункциональный датчик
5.2.3 Ряд датчиков перемещений с преобразующим роликом:
5.2.4 Базовая конструкция растрового датчика линейных перемещений с нарезным штоком
5.3 Растровые датчики угловых перемещений
5.3.1 Базовая конструкция растрового датчика угловых перемещений
5.3.2 Унифицированный ряд датчиков угловых перемещений с механической редукцией
5.3.3 Унифицированный ряд тросиковых датчиков линейных перемещений
5.3.4 Унифицированный вторичный преобразователь для растровых датчиков перемещений

ваемой обмотке. Результирующую ЭДС, индуктируемую в обмотке, следует определять как сумму ЭДС, индуктируемых в этой обмотке на отдельных участках магнитной цепи ЭМДП.
Таким образом, методика расчета- функции преобразования состоит из следующих, основных этапов [34]:
1. Разбивают распределенную магнитную цепь ЭМДП'на ряд участков; отличающихся по своим магнитным.характеристикам.
2'. Представляют каждый участок в виде распределенной магнитной цепи. Неявно выраженные магнитные цепи заменяют явно выраженными исходя из равенства площадей, пронизываемых нормальной составляющей магнитного потока в точках сопряжения участков.
3. Определяют в общем виде законы распределения нормальной составляющей магнитного потока и тангенциальной составляющей магнитного напряжения на отдельных участках.
4. Из условий равенства- нормальных составляющих магнитных потоков и тангенциальных составляющих магнитных напряжений, соответствующим величинам смежных участков в точках сопряжения и стремления к нулю нормальной составляющей магнитного потока при удалении от ближайшего источника магнитного поля составляют и решают систему уравнений относительно нормальных составляющих магнитных потоков на отдельных участках магнитной цепи ЭМДП.
5. Результирующую ЭДС, индуцируемую в измерительной обмотке ЭМДП, определяют как сумму ЭДС, индуцируемых на отдельных участках магнитной цепи ЭМДП в результате изменения нормальной составляющей магнитного потока [34].
Для упрощения расчетов соленоидных ЭМДП введем следующие допущения:
- магнитная проницаемость каждого из отдельных участков ферромагнитной цепи постоянна и равна начальной магнитной проницаемости ферро-