Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся электрических сигналов с вращающегося объекта

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ МЕДЛЕННО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА, содержащий статор с магнитопроводом в виде двух дисковых оснований и размещенного между ними полого цилиндра с измерительной и модуляционной обмотками, измерительная обмотка расположена внутри полого цилиндра, ротор с магнитопроводом и сигнальной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности преобразователя, он снабжен дополнительным полым цилиндром, размещенным внутри измерительной обмотки , в основаниях выполнены радиальные пазы, в которых размещены, охватывая основной цилиндр, витки модуляционной обмотки, плоскость которых перпендикулярна плоскости витков измерительной обмотки. х со ел 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECnVEiflHH

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3646060/24-07 (22) 23.09.83 (46) 15.11.85. Бюл. № 42 (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В. Б. Малешин, В. Г. Гусев, М. П. Иванов и А. Н. Ермолаев (53) 621.313.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 511637, кл. Н 01 F 31/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 631779, кл. G 01 D 5/20, 1975. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ

БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ МЕДЛЕННО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С ВРАЩАЮЩЕГОСЯ

ÄÄSUÄÄ 1191956 A (5 )4 Н 01 F 31/00, G Ol Р 5/00

ОБЪЕКТА, содержащий статор с магнитопроводом в виде двух дисковых оснований и размещенного между ними полого цилиндра с измерительной и модуляционной обмотками, измерительная обмотка расположена внутри полого цилиндра, ротор с магнитопроводом и сигнальной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, он снабжен дополнительным полым цилиндром, размещенным внутри измерительной обмотки, в основаниях выполнены радиальные пазы, в которых размещены, охватывая основной цилиндр, витки модуляционной обмотки, плоскость которых перпендикулярна плоскости витков измерительной обмотки.

191956

1

1 . Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для передачи медленно изменяющихся электрических сигналов с вращающихся объектов.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На фиг. 1 приведен преобразователь, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 приведена упрощенная эквивалентная схема магнитной цепи известного преобразователя; на фиг. 4 то же, предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит (фиг. 1) ротор 1 с расположенной на нем роторной частью — магнитопроводом 2, на котором расположена вращающаяся сигнальная обмотка 3, подключаемая к источнику преобразуемого, медленно изменя|оцгегося сигнала (не показан), два неподвижных ферромагнитных основания 4 и 5, соединенных полыми концентричными цилиндрами: первым 6 и вторым 7. Между первым 6 и вторым 7 концентричными полыми цилиндрами расположена измерительная обмотка 8; в пазах 9 радиально расположенных в цилиндрических основаниях 4 и 5, равномерно расположена обмотка модуляции 10, охватывая первый полый цилиндр 6, причем плоскость витков модуляционной оомотки 10 перпендикулярна плоскостям витков измерительной обмотки 8.

При насыщенном состоянии первого концентричного цилиндра 6 магнитные сопротивления первого 6 и второго 7 полых концентричных цилиндров примерно одинаковы.

Воздушные зазоры в местах стыка неподвижных частей магнитоировода и между роторными и статорными частями магнитопровода должны быть минимальным и, что необходим о для получения высокой чувсгвительности. Величина воздушного зазора между роторной частью 2 и основаниями 4 и 5 составляет 015 — 02 мм.

При жестких допусках на изготовление и тщательной регулировке, можно добиться, чтобы зазор не превышал 0,1 мм.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении вращающейся обмотки 3 к источнику преобразуемого сигнала, например к термопаре, через эту обмотку протекает медленно изменяющийся ток, создающий соответствующий магнитный поток Р,, замыкающийся по магнитопроводу, как показано на фиг. 1 (при другой полярности подключения обмотки 3 к источнику преобразуемого сигнала направление магнитного потока р, на фиг. 1 изменяется на противоположное) . Если ток в обмотке модуляции 10 отсутствует, то потокосцепление магнитного потока Ф, с витками измерительной обмотки 8 остается постоянным и никакой ЗДС на обмотке 8 не наводится.

При подключении обмотки модуляции 10 к источнику тока модуляции в этой обмот5 ке будет протекать ток, значение которого должно быть достаточно большим, чтобы насытить материал первого полого ферромагнитного цилиндра 6. При насыщении материала первого полого ферромагнитного цилиндра 6 его магнитное сопротивление

10 возрастает в сотни-тысячи раз. Эти изменения, из-за симметричности кривой намагничивания материала магнитопровода преобразователя, происходят с удвоенной частотой тока модуляции. С этой же частотой происходит перераспределение постоянного магнитопотока Ф, между первым и вторым полыми концентричными цилиндрами 6 и 7, в частности, при насыщении первого полого цилиндра 6 практически весь магнитный поток P<, проходит через вто20 рой полый цилиндр 7, не охватывая при этом неподвижной измерительной обмотки 8, а в ненасыщенном состоянии первого полого цилиндра 6 весь магнитный поток Ф, замыкается, разделившись на две приблизительно равные части, по полым феррома нитным цилиндрам 6 и 7, охватывая непод вижную обмоткч 8.

Поскольку потокосцепление обмотки 8 с магнитным потоком 4 при модуляции изменяется, то в измерительной обмотке 8 наводится ЗДС, амплитуда которой пропор циональна значению преобразуемого сигНаЛа (ИЛИ МаГНИтНОГО НОТОКа Фр).

Преобразователь имеет более высокую чувствительность по сравнению с извест35 нымУпрощенные эквивалентные схемы магнитной цепи известного и предлагаемого преобразователей показаны на фиг. 3 и 4 соответственно, где Ф вЂ” магнитный информативный поток, пропорциональный значению преобразуемого сигнала;

)).р — магнитное сопротивление участ ка цепи, изменяющееся модулирующим полем;

Я)ч — магнитное сопротивление, которое является для известного преобразователя сопротивлением воздушного промежутка между двумя цилиндрическими основаниями, а для предлагаемого преобразователя магнитным сопротивлением дополнительно введенного второго поло го концентричного цилиндра 7 (фиг 3) 55

В предлагаемой конструкции потокосцепление измеритсльной обмотки 8 с ма1нитным потоком Фр изменяется OT ну lH

91956 д-A

Фиг.4 ЬгЗ

Составитель В. Трегубов

Редактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 7162/48 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам нзобретеннй и открытий! 1ЗР35, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ll з до Wq — Ф„где W, — число витков из1

2. мерительной обмотки 8. При насыщении первого полого концентричного цилиндра 6

R ö увеличивается в несколько сот раз и практически весь магнитный поток замыкается через R/U, и потокосцепление равно нулю; при ненасыщенном состоянии первого концентричного цилиндра 6 магнитный поток сР, распределяется примерно поровну между R и R и потокосцепление

I равно Wqs 3 Фо

В известном преобразователе величина изменения потокосцепления меньше, так как магнитное сопротивление воздушного промежутка К р существенно больше (на 2 — 3 порядка), чем магнитное сопротивление полого концентричного цилиндра R> (фиг. 4), которое изменяется при модуляции.

В результате этого, при насыщении участка е модулируемым сопротивлением R+ минимальное значение соответствующего потокосцепления измерительной обмотки 8 и информативного потока Фо принципиально больше нуля (информативный магнитный поток при +o принципиально замыкается через участок с модулируемым сопротивлением в течение всего периода).

Поэтому даже при глубоком насыщении ð материала полого концентричного цилиндра изменения постоянного магнитного потока Я»о невелики (1 — 2% ) .

В итоге производная изменения потокосцепления, определяющая амплитуду информативного сигнала второй гармоники, в предлагаемом преобразователе оказывается больше, что и обеспечивает более высокую (на 30 — 40%) чувствительность по сравнению с известным.