Датчик угла поворота

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить помехоустойчивость и быстродействие датчика угла поворота, содержащего магнитопровод в виде не замкнутого кольца и распределенные по его длине первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка подключена к частотнозадающему контуру автогенератора а вторичная замкнута на нагрузочное сопротивление. На одном конце магнитопровода, где размещена первичная обмотка, установлена ферромагнитная крышка, а на другом - кольцо в виде короткозамкнуто о витка . Ротор датчика выполнен из магния в виде короткозамкнутого витка, обхватывающего магнитопровод, а длина первичной обмотки не менее, чем в два раза превышает ее диаметр. При работе датчика ротор связывается с контролируемым объектом при его перемещении вдоль магнитопровода изменяется число витков вторичной обмотки , индуктивно связанных с первичной обмоткой возбуждения датчика. В результате изменяется эквивалентная индуктивность первичной обмотки датчика , а следовательно, и частота автогенератора , которая является выходным информативным параметром датчика угла поворота. 3 ил. (Л N3 СО ГчЭ со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51) 4 С 01 В 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3819066/25-28 (22) 10.12.84 (46) 23.05.86. Бюл. ¹ 19 (71) Ташкентский электротехнический институт связи (72) Ю.И. Копнин и Д.А. Абдуллаев (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Агейкин Д.И. Датчики контроля и регулирования. M.Ë.: Машиностроение, 1965, с. 132.

Зарисов M.Ô. Преобразователи с распределенными параметрами. М.:

Энергия, 1969, с. 60. (54) ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позво- . ляет повысить помехоустойчивость и быстродействие датчика угла поворота, содержащего магнитопровад в виде незамкнутого кольца и распределенные по его длине первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка подключена к частотно- задающему контуру автогенератора а вторичная замкнута на нагрузочное сопротивление. На одном конце магнитопровода, где размещена первичная обмотка, установлена ферромагнитная крышка, а на другом— кольцо в виде короткозамкнутого вйтка. Ротор датчика выполнен из магния в виде короткозамкнутого витка, обхватывающего магнитопровод, а длина первичной обмотки не менее, чем в два раза превышает ее диаметр. При работе датчика ротор связывается с контролируемым объектом при его перемещении вдоль магнитопровода изменяется число витков вторичной обмотки, индуктивно связанных с первичной обмоткой возбуждения датчика. В результате изменяется эквивалентная индуктивность первичной обмотки датчика, а следовательно, и частота автогенератора, которая является выходным информативным параметром датчика угла поворота. 3 ил.

1232937

50

Изобретение относится к иэмерительной технике и может быть исполь— зовано для преобразования угловых перемещений в электрический сигнал в различных системах автоматики, например, для оптимизации работы дви-, гателей внутреннего сгорания по углу положения дроссельной заслонки.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и увеличение быстродействия датчика угла гговорота путем частотного преобразования его выходного сигнала. и увеличения крутизны характеристики преобразования, На фиг. 1 схематично показана кон. струкция датчика угла поворота; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — принципиальная электричес кая схема датчика.

Датчик угла поворота содержит магнитопровод 1, выполненный из феррита в виде незамкнутого кольца и несущий на себе распределенные по его длине первичную 2 и вторичную 3 обмотки. На торцах магнитопровода неподвижно установлены ферромагнитная крышка — со стороны первичной обмотки 2 датчика и короткозамкнутый виток 5 — с противоположного конца магнитопровода. Подвижный элемент датчика — ротор 6, выполненный из магния в виде короткозамкнутого витка, охватывающего магнитопровод, соединен с осью 7 вращения, кинематически связываемой в процессе измерения с объектом контроля (на чертежах не показан). Первичная обмотка 2 подключена к автогенератору 8 в качестве индуктивностичастотозадающего контура, частота на выходе которого является информативным параметром датчика перемещения, а вторичная обмотка 3 замкнута на нагрузочное сопротивление.

Датчик угла поворота работает следующим образом.

При возбуждении первичной обмотки 2 в магнитопроводе 1 датчика создается магнитный поток Ф, пересекающий витки вторичной обмотки 3 и наводящий в ней ЭДС, величина которой зависит от положения ротора 6 датчика. Вихревые токи, протекающие через кольцеобразный ротор, представляющий собой короткозамкнутый виток, вытесняют магнитный поток возбуждения из участка магнитопровода, находящегося между ним и концом:чагнитопровода, на котором закреплен неподвижный короткозамкнутый виток 5

Этот виток 5 и крышка 4 служат для предотвращения замыкания магнитных силовых линий потока возбуждения через воздушный зазор между концами магнитопровода 1, т.е. уменьшают потоки рассеяния, При замыкании вторичной обмотки 3 на некоторое нагрузоч ное сопротивление по ней протекает ток нагрузки, обеспечивающий изменение вносимого сопротивления в контур первичной обмотки 2 датчика, что обуславливает изменение эквивалентной индуктивности этой обмотки, а следовательно, и изменение частоты -автогенератора 8.

Экспериментальные данные показали, что крутизна характеристики частотного преобразования угла поворота повышается при увеличении длины участка магнитопровода, занятого первичной обмоткой, по отношению к ее диаметру, Поэтому длина этой обмоткк должна не менее, чем вдвое превышать ее диаметр. При более короткой первичной обмотке 2 целесообразно использовать традиционное амплитудное преобразование угла поворота в электрический сигнал, при котором первичная обмотка поцключается к источнику питания постоянной частоты, а к вторичной обмотке подключается, например, вольтметр.

Благодаря тому, что ротор 6 датчика выполнен из легкого и прочного материала, обладающего высокой электропроводностью (магния), обеспечивается повышение быстродействия да.тчика угла поворота. Помехоустойчивость датчика угла также повышена по сравнению с известными датчиками благодаря использованию частотного преобразования выходного сигнала и его более слабой чувствительности к внешним магнитным полям.

Формула изобретения

Датчик угла поворота, содержащий магнитопровод,распределенные по его длине первичнуюи вторичнуюобмотки и связываемый впроцессе измерения с контролируемым объектом ротор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и увез 1232937 4 личение быстродействия, магнитопро- крепленным на его противоположном конвод выполнен в виде незамкнутого коль- це, ротор выполнен из магния в виде ца и снабжен ферромагнитной крышкой, короткозамкнутого витка, обхватываюустановленной на конце магнитопрово- щего магнитопровод, а длина первичда со стороны первичной обмотки и ной обмотки не менее чем в два раза короткозамкнутым ви гком, жестко за- превышает ее диаметр.

1232937

I

4мР. 3

Составитель С. Скрыпник

Техред Q,Сопко

Корректор И ° Эрдейп

Редактор Н. Егорова

Заказ 2757/40 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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