Трансформаторный датчик угла поворота двух валов

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью упрощение конструкции и снижение габаритных размеров трансформаторного датчика угла поворота двух валов. Датчик содержит неподвижный магнитопровод, выполненный в виде установленных соосно и параллельно друг другу трех незамкнутых кольцевых ветвей 1 - 3 и соединяющей их крестообразной перемычки 4, которые образуют два магнитных моста. На перемычках 8 и 9 П-образных роторов 10 и 11 размещены соответственно обмотки 6 и 7 возбуждения, соединенные параллельно. Измерительная обмотка 5 охватывает оба конца средней кольцевой ветви 2 магнитопровода. При вращении контролируемых валов 12 и 13 в измерительной обмотке 5 наводится ЭДС в результате разбаланса магнитных мостов, образованных П-образными роторами, кольцевыми ветвями и крестообразной перемычкой. Наводимая ЭДС пропорциональна алгебраической сумме углов поворота контролируемых валов. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для разделительного контроля угловых перемещений двух валов, а также для алгебраического суммирования этих перемещений.

Известен трансформаторный датчик угловых перемещений, содержащий неподвижный магнитопровод с размещенной на нем обмоткой возбуждения, ферромагнитный ротор, выполненный в виде двух радиальных стержней, и охватывающую ротор измерительную обмотку, магнитопровод датчика выполнен в виде двух установленных соосно, параллельно одна другой незамкнутых кольцевых ветвей, соединенных крестообразно, и расположенной на его оси симметрии перемычки между этими ветвями, на которой размещена обмотка возбуждения, ротор выполнен П-образным с перекладиной в виде круглого стержня, установленного с возможностью вращения соосно с магнитопроводом, а измерительная обмотка установлена коаксиально относительно перекладины ротора и отделена коаксиально относительно перекладины ротора и отделена от нее зазором [1] .

Известный датчик не позволяет одновременно измерять угловые перемещения двух валов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является трансформаторный датчик угла поворота вала, содержащий неподвижный магнитопровод, выполненный в виде двух незамкнутых, установленных соосно и параллельна одна другой кольцевых ветвей и соединяющей эти ветви крестообразной перемычки, П-образный ротор, предназначенный для связи с контролируемым валом, обмотку возбуждения и измерительную обмотку, датчик снабжен вторым П-образным ротором, предназначенным для связи со вторым вращающимся валом, двумя дополнительными незамкнутыми кольцевыми магнитопроводящими ветвями, прикрепленными своими концами его первых кольцевых ветвей, и второй обмоткой возбуждения, присоединенной параллельно первой, измерительная обмотка размещена на крестообразной перемычке, а обмотки возбуждения - с зазором на перемычках П-образных роторов.

Недостатком известного датчика является сложность и громоздкость его конструкции (четыре незамкнутых, расположенных в два ряда кольцевых ветви).

Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение габаритных размеров трансформаторного датчика угла поворота вала.

Это достигается тем, что в трансформаторном датчике угла поворота вала, содержащем неподвижный магнитопровод, выполненный в виде незамкнутых кольцевых ветвей и соединяющей эти ветви крестообразной перемычки, два П-образных ротора для связи с соответствующими контролируемыми валами, размещенные с зазором на перемычках П-образных роторов, и соединенные параллельно две обмотки возбуждения, неподвижный магнитопровод содержит три незамкнутых кольцевых ветви, установленных соосно и параллельно друг другу, каждый из П-образных роторов одним стержнем связан с одной из крайних кольцевых ветвей, а другим - со соеднией кольцевой ветвью, при этом смежные стержни роторов расположены по обеим сторонам средней кольцевой ветви, перекладины роторов - соосно одна другой, а измерительная обмотка размещена на обоих концах средней кольцевой ветви неподвижного магнитопровода.

На фиг. 1 схематично изображен трансформаторный датчик угла поворота вала, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Трансформаторный датчик угла поворота вала содержит неподвижный магнитопровод, выполненный в виде установленных соосно и параллельно друг другу трех незамкнутых кольцевых ветвей 1-3 и соединяющей эти ветви крестообразной перемычки 4. Крайние кольцевые ветви - с левым концом другой ветви, также и правые концы. Со средней же ветвью 2 ветви 1 и 3 соединены крестообразно: левые концы ветвей 1 и 3 соединены с правым концом ветви 2, а правые концы ветвей 1 и 3 - с левым концом ветви 2. Измерительная обмотка 5 размещена на обоих концах средней кольцевой ветви 2. Обмотки 6 и 7 возбуждения размещены соответственно на перемычках 8 и 9 П-образных роторов 10 и 11 и соединены между собой параллельно. П-образные роторы 10 и 11 расположены на общей оси кольцевых ветвей 1-3.

Ротор 10 предназначен для связи с валом 12, а ротор 11 - для связи с валом 13.

Каждый из П-образных роторов одним стержнем (наружным) связан с одной из крайних кольцевых ветвей 1 или 3, а другим (внутренним) - со средней кольцевой ветвью 2, при этом внутренние (смежные) стержни роторов 10 и 11 расположены на противоположных сторонах средней кольцевой ветви 2. Валы 12 и 13 установлены с возможностью вращения в корпусе 14.

Трансформаторный датчик угла поворота вала работает следующим образом.

Угловое перемещение ±α вала 12 и связанного с ним П-образного ротора 10 вызывает разбаланс первого магнитного моста, образованного этим ротором, кольцевыми ветвями 1 и 2 крестообразной перемычкой 4. Магнитный поток Φ₁ разбаланса первого моста протекает по следующей цепи (фиг. 1): левая сторона обмотки 6 возбуждения - левый сердечник ротора; 10 - кольцевая ветвь 1 неподвижного магнитопровода - левый конец этой ветви - крестообразной перемычка 4 - правый конец кольцевой ветви 2 - правый сердечник ротора 10 - правая сторона обмотки 6 возбуждения.

Магнитный поток Φ₁ разбаланса наводит в измерительной обмотке 5 ЭДС, пропорциональную этому угловому перемещению. Одновременно угловое перемещение ±β вала 9 и связанного с ним П-образного ротора 11 вызывает разбаланс второго магнитного моста, образованного ротором 11, кольцевыми ветвями 2 и 3 и крестообразной перемычкой 4. При этом магнитный поток Φ₂ разбаланса протекает по следующей цепи: левая сторона обмотки 7 возбуждения - левый сердечник ротора 11 - кольцевая ветвь 2 - крестообразная перемычка 4 - правый конец кольцевой ветви 3 - правый сердечник ротора 11 - правая сторона обмотки 7 возбуждения.

ЭДС, наведенная в измерительной обмотке 5 магнитным потоком Φ₂ разбаланса второго магнитного моста, пропорциональна угловому перемещению вала 13. Поскольку магнитные потоки Φ₁ и Φ₂ пронизывают измерительную обмотку 5 в противоположных направлениях, снимая с зажимов этой обмотки результирующая ЭДС будет пропорциональна алгебраической сумме угловых перемещений соосных валов.

Положительный эффект изобретения состоит в том, что решается задача алгебраического суммирования угловых перемещений двух валов, расположенных соосно, а также в том, что упрощается конструкция трансформаторного датчика углов поворота вала за счет уменьшения количества кольцевых ветвей неподвижного магнитопровода и снижаются габаритные размеры датчика. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1245871, кл. G 01 B 7/30, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР N 1420356, кл. G 01 B 7/30, 1988.

Формула изобретения

ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА ДВУХ ВАЛОВ , содеpжащий неподвижный магнитопpовод, выполненный в виде нескольких незамкнутых кольцевых ветвей, pазмещенных в паpаллельных плоскостях, и соединяющей их кpестообpазной пеpемычки, два П-обpазных pотоpа, пpедназначенные для связи с соответствующими контpолиpуемыми валами, охватывающие пеpекладины соответствующих pотоpов с зазоpом две обмотки возбуждения, соединенные паpаллельно, и измеpительную обмотку, отличающийся тем, что, с целью упpощения констpукции и снижения габаpитных pазмеpов, неподвижный магнитопpовод состоит из тpех незамкнутых кольцевых ветвей, установленных соосно, каждый из П-обpазных pотоpов взаимодействует одним из стеpжней с соответствующей кpайней ветвью неподвижного магнитопpовода, а дpугим стеpжнем - со сpедней ветвью, относительно котоpой они pасположены с pазных стоpон, пеpекладины обоих pотоpов установлены соосно, а измеpительная обмотка охватывает оба концевых участка сpедней ветви неподвижного магнитопpовода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2