Магнитомодуляционный датчик углового перемещения

 

. Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности преобразования угловых перемещений за счет уменьшения влияния технологических погрешностей изготовления и температурной нестабильности крутизны характеристики преобразования индуктивного датчика, который содержит статор 1, выполненный из немагнитного материала и имеющий равномерно расположенные по окружности отверстия 2 с запрессованными в них ферромагнитными втулками 3-8. Втулки охвачены витками секций 9-14 т-фазной обмотки , индуктивное сопротивление которых , зависящее от степени намагниченности втулок, определяется угловым положением ротора 15, имеющего смежно расположенные магнитотвердые 16, 17 и магнитомягкие 18, 19 полюса . Секции обмотки индуктивного датчика могут быть расположены в двух рядом расположенных основном и дополнительном отверстиях с вставленными в них втулками, благодаря чему обеспечивается более плавное изменение их индуктивности за интервал времени прохождения мимо них магнитотвердого полюса ротора 15. Б результате, форма фазных напряжений, формируемых на выходе датчика, больше приближается к синусоидальной, что повышает точность преобразования угловых перемещений . 3 ил. i СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (Я)4С 01 В 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬЯБГН() Т!:.Kg, 77

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4043301/25-28 (22) 25.03.86 (46) 15.04.88. Бюл. У 14 (72) В.Н. Бродовский, Е.С. Дорозина и Б.Н. Каржавов (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1060936, кл. С 01 В 7/30, 1983. (54) МАГНИТОИОДУЛЯЦИОННЫЙ ДАТЧИК

УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57), Изобретение относится к измери тельной технике и имеет целью повышение точности преобразования угловых перемещений за счет уменьшения влияния технологических погрешностей изготовления и температурной нестабильности крутизны характеристики преобразования индуктивного датчика, который содержит статор 1, выполненный из немагнитного материала и имеющий равномерно расположенные по окружности отверстия 2 с эапрессованными в них ферромагнитными втулками 3-8. Втулки охвачены витками секций 9-14 m-фаэной обмотки, индуктивное сопротивление которых, зависящее от степени намагниченности втулок, определяется угловым положением ротора 15, имеющего смежно расположенные магнитотвердые

16, 17 и магнитомягкие 18, 19 полюса. Секции обмотки индуктивного датчика могут быть расположены в двух рядом расположенных основном и дополнительном отверстиях с вставленными в них втулками, благодаря чему обеспечивается более плавное изменение их индуктивностн за интервал времени прохождения мимо них магнитотвердого полюса ротора 15. В результате, форма фазных напряжений, формируемых на выходе датчика, больше приближается к синусоидальной, что повышает точность преобразования угловых перемещений. 3 ил.

1388705

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования угла поворота в электрический сигнал.

Цель изобретения — повышение точности магнитомодуляционного датчика углового перемещения за счет уменьшения влияния технологических погрешностей изготовления и температурной нестабильности крутизны выходной характеристики датчика на глубину модуляции выходного сигнала.

На фиг. 1 изображено конструктивное выполнение магнитомодуляционного датчика углового перемещения с коли- ,чеством фаз m-=3; на фиг. 2 — то же, при удвоенном количестве отверстий в статоре; на фиг. 3 — схема соединения секций m-фазной обмотки нри m=3.

Магнитомодуляционный датчик. углового перемещения содержит цилиндрический статор 1, выполненный из немагнитного материала и имеющий равномерно расположенные по окружности, соответствующей его среднему диаметру, отверстия 2, в которые запрессованы ферромагнитные втулки 3-8, охваченные витками секций 9-14 трехфазной обмотки соответственно. В центре статора, 1 (соосно с ним) установлен четырехполюсный ротор 15 с двумя смежно расположенными магнитотвердыми полюсами 16 и 17 и двумя смежно расположенными магнитомягкими полюсами 18 и 19.

B датчике с дополнительными отверстиями 20 ферромагнитные втулки

21-26 эапрессованны в дополнительные, отверстия 20, которые расположены по той же окружности, что и основные отверстия 2, и рядом с ними,так, что секции 9-14 трехфазной обмотки охватывают смежные стенки рядом расположенных втулок 3 и 21, 4 и 22, 5 и 23, 6 и 24, 7 н 25, 8 и 26 соот-. ветственно. Пары диаметрально расположенных секций 9 и 12, 11 и 14, 13 и 10 образуют соответствующую фазу трехфаэной обмотки и подключены к. источнику 27 питания переменного тока.

Магнитомодуляционный датчик углового перемещения работает следующим образом.

При подключении обмоток датчика к источнику 27 питания переменного тока напряжение источника 27 распределяется между секциями 9 и 12, l1 и 14, 10 и 13 трехфаэной обмотки в зависимости от их индуктивного сопротивления Х . Выходной сигнал сни1 мается с точек А, В и С соединения диаметрально расположенных секций, соединенных попарно. Индуктивное сопротивление каждой секции определяется магнитным состоянием ферромагнитных втулок, на которых размещена соответствующая секция.

Например,при укаэанном на фиг.1 положении ротора 15, соответствуюо щем угловому положению <=0, втулка, охваченная секцией 14, находится в ненасыщенном состоянии, вследствие чего индуктивное сопротивление X секции 14 максимально. При повороте ротора 15 против часовой

2р стрелки втулка 8, охваченная секцией 14, насыщается, снижая индуктивное сопротивление Х 1 секции 14. При повороте ротора 15 на угол d. ==.90 насыщение втулки 8, определяющей ин25 дуктивное сопротивление секции 14, достигает максимума, так как все маг-. нитное поле ротора 15 замыкается через нее. При этом индуктивное сопротивление Х секции 14 минимальное и

14

3р остается таким при дапьнейшем повороте ротора 15 до угла д. 120 . При повороте ротора от < ф120 до о,210 С происходит уменьшение намагниченности втулки 8 и, как следствие, возрастание индуктивного сопротивления Х 4

14 до максимума. В диапазоне углов д. от о о

210 до 360 индуктивное сопротивление Х остается максимальным и по величине.

40 Секция 11 расположена диаметрально противоположно секции 14, поэтому изменения ее индуктивного сопротивления Х 1„ происходят со сдвигом фаэ на 180 относительно Х . Периоди14 ческое изменение Х „, и Х, сдвину14 111 тых по фазе на 180, вызывает перераспределение напряжения источника

27 питания между этими секциями, вследствие чего осуществляется модуляция высокочастотного напряжения питания в точке В с частотой вращения ротора 15.

Аналогично, но со сдвигом по фазе на 120 и 240, происходят изменения индуктивных сопротивлений других секций трехфазной обмотки, а следовательно, и напряжений в точках А и С соединения секций обмотки датчика. В результате на выходе датчи1388705 ка (точки А, В, С) образуется симметричная трехфазная система напряжений с периодом, равным периоду вращения ротора 15 датчика благодаУ

5 ря чему имеет место однозначная зависимость между углом с поворота ротора 15 и величиной выходного напряжения (в пределах 360 ). Благодаря выполнению статора из немагнитного материала, а втулок из ферромагнитного материала обеспечивается более глубокая модуляция состояния намагниченности соответствующих участков магнитопровода, вследствие чего технологические погрешности изготовления элементов датчика и температурная нестабильность крутизны характеристики преобразования не оказывают существенного влияния на амплитуду фазных напряжений U „

П, (1 на выходах В, А, С датчика.

При удвоенном количестве отверстий (благодаря размещению m-фазной обмотки на смежных стенках рядом -. 25 расположенных втулок) обеспечивается более плавное изменение магнитного сопротивления ферромагнитных втулок за время прохождения мимо них соответствующего магнитотвердого полюса ротора, вследствие чего изменение индуктивного сопротивления соответствующих секций обмоток происходит также более плавно, благодаря чему форма выходных сигналов более приближается к синусоидальной, что обеспечивает повышение точности преобразования угловых перемещений . формула изобретения

1. Магнитомодуляционный датчик углового перемещения, содержащий цилиндрический статор с равномерно расположенными по окружности, соответствующей его среднему диаметру, отверстиями, m-фазную обмотку, секции которой размещены в соответствующих отверстиях, и четырехполюсный ротор с двумя смежно расположенными магнитотвердыми полюсами и двумя смежно расположенными магнитомягкими полюсами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния технологи° Г ческих погрешностей изготовления и температурной нестабильности,он снабжен ферромагнитными втулками, запрессованными в отверстиях статора так, что секции m-фазной обмотки охватыают соответствующие втулки, а стаор выполнен из немагнитного материала.

2. Датчик по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что он снабжен дополнительными ферромагнитными втулками, запрессованными в дополнительные отверстия, которые выполнены в статоре по той же окружности рядом с соответствующими основными отверстиями, а каждая секция m-фазной об-. мотки охватывает смежные стенки рядом расположенных втулок.

®АЗ

Составитель Т. Бычкова

Редактор А. Ренин Техред И.Верес Корректор О. Кундрик

Заказ 1570/42 Тираж 680 Подписное

ВШШПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

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