Прецизионный преобразователь угловых перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных преобразователях угловых перемещений в электрический сигнал. Целью изобретения является повышение точности измерения угловых перемещений во всем диапазоне измеряемых углов. Преобразователь содержит закрепленный на валу 1 ферромагнитный якорь 2, выполненный в виде кулачка, образующие внешней поверхности которого в сечениях, перпендикулярных оси вала, представляют собой зеркально отраженные 180-градусные части спирали Архимеда с полюсом на оси вала, и индуктивные бесконтактные датчики 3 и 4, размещенные по обе стороны якоря 2 в одной плоскости с осью вала 1. Эти датчики выполнены на П-образных сердечниках, расположенных в осевой плоскости вала 1 таким образом, что магнитный поток каждого сердечника замыкается через поверхность кулачка, которую образуют 180-градусные части спиралей Архимеда с полюсами на оси вала 1 в плоскости образующих. Датчики 3 и 4 совместно с резисторами 5 и 6 образуют измерительный мост переменного тока. При повороте вала 1 пропорционально углу поворота изменяется расстояние между поверхностью кулачка и магнитопроводами индуктивных бесконтактных датчиков, причем если от одного из них поверхность удаляется, то к другому на такое же расстояние приближается. При этом на выходе преобразователя формируется линейный электрический сигнал, пропорциональный углу поворота вала. Изобретение повышает точность измерения угла поворота вала наряду с неограниченным диапазоном измерения углов поворота вала. 3 ил.

COl0S СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 б 01 Р 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4485923/24-21 (22) 22.09.88 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (71) Научно-производственное объединение

«Прибор» (72) В. В. Воронов (53) 621.317.39:531.7 (088.8) (56) Проспект фирмы HBM «Berulirung

Slose induktive Wegan fnelumer tr», с. 3. (54) ПРЕЦИЗИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Ь УГЛОВ ЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных преобразователях угловых перемешений в электрический сигнал.

Целью изобретения является повышение точности измерения угловых перемещений во всем диапазоне измеряемых углов. Преобразователь содержит закрепленный на валу 1 ферромагнитный якорь 2, выполненный в виде кулачка, образующие внешней поверхности которого в сечениях, перпендикулярных оси вала, представляют собой зеркально отраженные 180-градусные части спирали Архимеда с полюсом на оси вала,,Я0„„1599655 А 1

2 и индуктивные бесконтактные датчики 3 и 4, размещенные по обе стороны якоря 2 в одной плоскости с осью вала 1. Эти датчики выполнены на П-образных сердечниках, расположенных в осевой плоскости вала 1 таким образом, что магнитный поток каждого сердечника замыкается через поверхность кулачка, которую образуют 180-градусные части спиралей Архимеда с полюсами на оси вала 1 в плоскости образующих. Датчики 3 и 4 совместно с резисторами 5 и 6 образуют измерительный мост переменного тока. При повороте вала 1 пропорционально углу поворота изменяется расстояние между поверхностью кулачка и магнитопроводами индуктивных бесконтактных датчиков, причем если от одного иа них поверхность удаляется, то к другому на такое н:е расстояние приближается.

При этом на выходе преобразователя формируется линейный электрический сигнал, пропорциональный углу поворота вала.

Изобретение повышает точность измерения угла поворота вала наряду с неограниченным диапазоном измерения углов поворота вала. 3 ил.

1599655

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных преобразователях угловых перемещений в электрический сигнал.

Цель изобретения — повышение точности измерения угловых перемещений во всем диапазоне измеряемых углов за счет соответствующего выполнения якоря преобразователя.

На фиг. представлена электрическая схема прецизионного преобразователя угловых перемещений; на фиг. 2 — принцип формирования образующих кулачка; на фиг. 3 — зависимость выходного сигнала от угла поворота вала при возбуждении синусоидальным сигналом.

П реобразователь содержит закрепленный на валу 1 ферромагнитный якорь 2„выполненный в виде кулачка, образующие внешней поверхности которого в сечениях, перпендикулярных оси вала, представляют собой зеркально отраженные 180-градусные части спирали Архимеда с полюсом по оси вала в плоскости образующих, и индуктивные бесконтактные датчики 3 и 4, размещенные по обе стороны якоря 2 в одной плоскости с осью вала l. Эти датчики выполнены на П-образных сердечниках, расположенных в осевой плоскости вала 1 таким образом, что магнитный поток каждого сердечника замыкается через поверхность кулачка, которую образуют 180градусные части спиралей Архимеда с полюсами на оси вала l. Указанные датчики 3 и 4 совместно с резисторами 5 и 6 образуют измерительный мост переменного тока.

П рецизионный преобразователь работает следующим образом.

В начальном положении вала, допустим

N-градусном, один из бесконтактных индуктивных датчиков максимально приближен к поверхности якоря 2, а другой максимально удален от нее. П ри возбуждении дифференциального бесконтактного индуктивного преобразователя угловых перемещений переменным током на его выходе присутствует сигнал, пропорциональный данному положению вала l, допустим, минимальной величины. П ри повороте вала 1 от

N до N+180 пропорционально углу поворота изменяется расстояние между поверхностью кулачка и магнитопроводами индуктивных бесконтактных датчиков, причем, если от одного из них поверхность удаляется, то к другому на такое же расстояние приближается (фиг. 2), так как согласно уравнению спирали Архимеда р=а, а= — — )О, V

Ш

5 где — oo(rp(oo, р — расстояние от полюса спирали до точки на спирали;

V — постоянная скорость движения точ1О ки по лучу, вращающемуся около пол юса; а — постоянная угловая скорость вращения луча.

Таким образом, формируется линейная зависимость выходного сигнала преобразова"5 теля при его возбуждении переменным полем от угла поворота вала (фиг. 2 и 3).

При дальнейшем вращении вала от N+180 до N+360 =N процесс преобразования происходит в обратной последовательности

20 итд

Выполнение ферромагнитного якоря в виде кулачка, образующая поверхности которого в сечениях, перпендикулярных оси вала, представляет собой зеркально отраженные

180-градусные части спирали Архимеда с по25 люсом на оси вала в плоскости образующих, позволяет повысить точность измерения угла вследствие обеспечения линейной зависимости выходного сигнала преобразователя от угла поворота вала. При этом

30 по сравнению с прототипом сохраняется возможность измерения угла поворота во всем диапазоне, а также обеспечивается возможность измерения углов во всем диапазоне их изменения.

Таким образом, изобретение повышает

35 точность измерения угла поворота вала наряду с неограниченным диапазоном измерения углов поворота вала.

Формула изобретения

4р Прецизионный преобразователь угловых перемещений, содержащий вал с размещенным на нем ферромагнитным якорем бесконтактного индуктивного преобразователя угловых перемещений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере45 н ия во всем диапазоне измеряемых углов, якорь преобразователя выполнен в виде кулачка, образующие внешней поверхности которого в сечениях, перпендикулярных оси вала, представляют собой зер50 кально отраженные 180-градусные части спирали Архимеда с полюсом на оси вала в плоскости образующих.

1599655 фиг. 2 .Составитель Е. березов

Редактор В. Ковтун Техред А. Кравчук Корректор И. Муска

Заказ 3134 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101