Датчик перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить функциональную надежность и расширить диапазон преобразования угловых перемещений за счет устранения неоднозначности отсчета индукционных датчиков перемещения растрового типа. Датчик перемещения содержит неподвижное ферромагнитное основание и подвижный относительно него ферромагнитный элемент, выполненные в виде цилиндрического стержня и охватывающего его цилиндра, на обращенных одна , к другой поверхностях которых выполнены зубцы в виде резьбы с шагом t. Наружная поверхность подвижного элемента снабжена резьбой с другим шагом t и другим направлением нарезки, образующим с неподвижно закрепленной в корпусе гайкой винтовую пару. Подвижный элемент связан с входным валом , на котором устанавливается контролируемый объект, через сильфон, обеспечивающий выбор осевого люфта в винтовой паре. При вращении входного вала вращательное движение подвижного элемента, благодаря неподвижно закрепленной гайке, преобразуется в поступательное перемещение этого элемента относите тьно основания, на котором в продольных канавках уложены петлевые секции обмоток возбуждения и считывания. Вследствие изменения площади зон перекрытия зубцов основания и подвижного элемента обеспечивается пространственная модуляция выходных ЭДС, наводимых в обмотках считывания, образующих двухфазную систему ЭДС. .Амплитуда ЭДС является функцией углового положения входного вала. Благодаря редукции в винтовой паре обеспечивается расширение диапазона преобразования угловых перемещений с однозначностью отсчета. 2 ил. (Л ю со 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»4 G 01 E 7 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ мента снабжена резьбой с другим шагом и другим направлением нарезки, образующим с неподвижна закрепленной в корпусе гайкой винтовую пару. Подвижный элемент связан с входным валом, на котором устанавливается контролируемый объект, через сильфон, обеспечивающий выбор осевого люфта в винтовой паре. При вращении входного вала вращательное движение подвижного элемента, благодаря неподвижно закрепленной гайке, преобразуется в поступательное перемещение этого элемента относитеЛьно основания, на котором в продольных канавках уложены петлевые секции обмоток возбуждения и считывания. Вследствие изменения площади эан перекрытия зубцов основания и подвижного элемента обеспечивается пространственная модуляция выходных ЭДС, наводимых в обмотках считывания, образующих двухфазную систему ЭДС. Амплитуда ЭДС является функцией углового положения входного вала. Благодаря редукции в винтовой паре обеспечивается расширение диапазона преобразования угловых перемещен, и с однозначностью отсчета.

2 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3777741/25-28 (22) 06.08,84 (46) 30.04.86. Бюл. В 16 (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П,Королева (72) В.С.Качкарев (53) 621.317,39:531.71 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1019220, кл. G 01 В 7/30, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 769307, кл, G 01 В 7/00, 1980. (54) ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить функциональную надежность и расширить диапазон преобразования угловых перемещений за счет устранения неоднозначности отсчета индукционных датчиков перемещения растрового типа.

Датчик перемещения содержит неподвижное ферромагнитное основание и подвижный относительно него ферромагнитный элемент, выполненные в виде цилиндрического стержня и охватывающего.его цилиндра,на обращенных одна .к другой поверхностях которых выполнены зубцы в виде резьбы с шагом t, Наружная поверхность подвижного эле„„SU„„1227947 A 1!

227947

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационных системах и различных устройствах автоматики для измерения угловых перемещений объек.— тов, установленных на вращающемся валу.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности и расширение диапазона преобразования угловых перемещений за счет устранения неоднозначности отсчета индукционных датчиков перемещения растрового типа.

На фиг.1 показана конструкция дат чика; на фиг.2 — комбинационно-растровое сопряжение зубцовых зон ферромагнитного основания и подвижного элемента датчика (в развертке) и раз мещение его обмоток °

Датчик перемещений содержит кор-= .пус 1, в котором жестко закреплена гайка 2, имеющая шаг резьбы и образующая винтовую пару с наружной поверхностью подвижного ферромагнитно-. го элемента 3, имеющего на внутренней поверхности зубцы 4, Зти зубцы образованы винтовой резьбой с шагом „ отличным от шага Ы винтовой пары. J

Подвижный ферромагнитный элемент 3 выполнен в виде цилиндра, опирающегося на подшипники 5 и охватывающего неподвижное ферромагнитное основание 6, выполненное в виде стержня с цилиндрической поверХнастью, на ко-, торой также образованы зубцы в виде резьбы с тем же шагом t, На том же основании выполнены еще продольные канавки, в которые уложены петлеаб-разные секции обмотки 7 возбуждения и обмоток 8 и 9 считывания, образующих двухфазную систему выходных сигналов. Благодаря винтовому зацеплению подвижного элемента 3 с гайкой 2 и ега опоре на подшипники 5 подвижный элемент 3 имеет возможность совершать как линейные„ так и угловые перемещения относительно основания 6 датчика. Передача движения от объекта контроля (не показан) к подвижному элементу 3 датчика осуществляется от входного вала 10 через сильфон 11, который позволяет выбрать осевой люфт в винтовой паре гайка 2 — подвижный элемент 3, В резуль- 55 тате вращательное перемещение объекта контроля преобразуется в линейное перемещение зубчатого ферромагнитного подвижнога элемента 3 относительно зубчатого основания 6 датчика с обмотками 7-9, Датчик перемещений работает следующим обра".îì °

Бращение вала 10, передаваемое через сильфон 11 к подвижному зубчатому элементу 3 датчика, приводит к линейному перемещению этого элемента относительно ферромагнитного основания 6 с размещенными на нем обмотками возбуждения и считывания и относительна гайки 2, неподвижно закрепленных в корпусе 1. Благодаря тому, что шаг резьбы винтовой пары отличается от шага t резьбы, образующей зубць на обращенных одна к другой поверхностях подвижного элемента 3 и основания 6 датчика, отделенных воздушным зазором, а направление этих резьб противоположно, результирующее линейное смещение ь элемента 3 относительно основания 6 равно а =t- ь при каждом повороте вала 10, а следовательно, и подвижного элемента 3 на один полный оборот. При линейном перемещении подвижного элемента 3 относительно основания 6 происходит смешение зон повышенной магнитной проводимости, .показанных штриховкой на фиг.2 и соответствующих площади вза,.и:. ного перекрытия зубцов подвижного элемента 3 и основания 6, которая изменяется в функпии углового положения вала О,, Изменение магнитной проводимости участков магнитопровода, охваченных обмотками 7-9 возоуждения и считывания, в функции угла поворота вала 10, приводящего к линейному смещению подвижного элемента 3 датчика, обуславливает соотзетствующее изменение потокасцепления обмоток возб "ждения и считывания,а следовательнс, и. изменение огибающих выходных

ЗДС датчика, получаемых в рассмотренном двухфазном варианте исполнения датчика на выводах, пространственно смещенных на 90 обмоток 8 и 9 считыва ния, Смещение подвижного элемента 3 датчика на полный шаг ". резьбы (зубцов) относительно основания 6 обеспечивает полный период изменения выходных ЗДС датчика за счет соответствующей периодичности изменения площади зон повышенной магнитной проводимости. Полному периоду изменения выходных ЗДС датчика соответствует

3 1227947 4 количество оборотов входного вала IO диапазоне t полных оборотов (n) входt ного вала. равное п, где n =

t-c Формула из обретения

Такая редукция при преобразовании углового перемещения в линейное обеспечивается в предложенном датчике выбором противоположного направления резьб с шагом соответственно t и на его соответствующих конструктивных элементах, вследствие чего при вращении подвижного элемента 3 отно сительно гайки 2 происходит смещение зон повышенной проводимости между его зубцами и зубцами основания 6 в одном направлении, а при одновременном линейном смещении подвижного элемен,та 3 относительно основания 6 происходит смещение зон повышенной проводимости в противоположном направлении, Благодаря указанной редукции обеспечивается расширение диапазона П преобразования угловых перемещений, составляющего

Таким образом, датчик становится многооборотным, обеспечивая однозначное измерение угловых перемещений в

Датчик перемещений, содержащий

5 неподвижное ферромагнитное основание и установленный с возможностью перемещения относительно него ферромагнитный элемент, на обращенных одна к другой поверхностях которых выполнены зубцы в виде резьбы с шагом t и размещенные на основании обмотки возбуждения и считывания, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности и расширения диапазона преобразования угловых перемещений, он снабжен неподвижно закрепленной гайкой и сильфоном„ предназначенным для связи с объектом контроля и зубчатым ферромагнитным элементом, ферромагнитное основание выполнено в виде стержня с цилиндрической поверхностью, а подвижный относительно него ферромагнитный элемент — в виде охватывающего основание цилиндра, наружная поверхность которого образует с гайкой винтовую пару с шагом с резьбы, отличным от шага t резьбы на его внутренней поверхности.

1227947

Составитель С,Скрыпник

Техред И. Церес

Редактор Т.Парфенова

Корректор М,Пожо

Заказ 2280/42 Тираж б70

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4