Индукционный бесконтактный датчик угла поворота

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью расширение функциональных возможностей индукционного бесконтактного датчика угла поворота за счет изменения вида его выходной характеристики. Датчик содержит ферромагнитный статор с пазами на его внутренней поверхности и двухполюсный ферромагнитный ротор с длиной полюсной дуги T. В диаметрально расположенной паре пазов статора размещена обмотка возбуждения, а в парах его других пазов, смещенных относительно них на угол γ выходная обмотка. Изменением угла g и длины полюсной дуги T можно получить выходные характеристики датчика в виде симметричной треугольной, пилообразной с зоной нечувствительности G или трапецеидальной с заданной длиной B плоского горизонтального участка функции угла поворота. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительно-преобразовательной технике, а именно к индукционным датчикам угла, выходное напряжение которых изменяется по требуемому закону при повороте ротора, и может найти применение в качестве первичных датчиков информации в аналоговых и дискретных системах.

Известен индукционный датчик со сосредоточенными обмотками [1].

Недостатком датчика является расположение обмоток на роторе, что снижает надежность и срок службы датчика.

Наиболее близким к изобретению является индукционный бесконтактный датчик, содержащий ферромагнитный статор с пазами на его внутренней поверхности, и двухполюсный ферромагнитный ротор. При этом входная и выходная обмотки расположены каждая в диаметрально размещенных пазах [2].

Недостатком датчика является реализация только одного закона изменения выходного напряжения.

Изобретениe решает задачу положения различных законов изменения выходного напряжения датчика.

Задача решается выбором ширины полюсной дуги ротора и размещением пазов выходной обмотки с угловым смещением относительно пазов обмотки возбуждения.

На фиг.1 представлена схема расположения ферромагнитных статора и ротора, а также электрических обмоток; на фиг.2-4 - выходные характеристики при повороте ротора для различных углов смещения пазов выходной обмотки ( γ) и различной полюсной дуги ротора (Т): фиг.2 - для T = , γ < ; L=γ ;σ= 0,5(π-γ) фиг.3 - для T > , γ = 2L+β ; L = 0,5(π-T); β= T- . фиг.4 - для T = , γ = ; L = На фиг. 1-4 обозначено: Т - ширина полюсной дуги, γ - угловое смещение пазов выходной обмотки относительно диаметрально расположенных пазов с обмоткой возбуждения, σ - зона нечувствительности, β- плоский горизонтальный участок, L - линейный участок.

Датчик содержит ферромагнитный статор 1 с пазами 3-5 и 3^I -5^I на его внутренней поверхности. В диаметрально расположенных пазах 3,3^Iразмещена обмотка возбуждения 6, а в других пазах 4, 5 и 4^I ,5^I - выходная обмотка 7, 7^I . Двухполюсный ферромагнитный ротор 2 имеет длину полюсной дуги Т.

При подключении обмотки возбуждения 6 к источнику переменного напряжения (не показан) функция распределения магнитной индукции, а следовательно, и выходного напряжения U_вых зависит от угла Θ поворота ротора и определяется также конструктивными параметрами Т,γ.

Предлагаемый датчик обладает более широкими функциональными возможностями благодаря изменению вида его выходной характеристики в функции угла поворота ротора.

Формула изобретения

1. ИНДУКЦИОННЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА, содержащий ферромагнитный статор с пазами на его внутренней поверхности, размещенную в паре его диаметрально расположенных пазов обмотку возбуждения, размещенную в его других пазах выходную обмотку и двухполюсный ферромагнитный ротор с длиной T полюсной дуги, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем изменения вида его выходной характеристики в функции угла поворота ротора, пазы для размещения выходной обмотки расположены с угловым смещением ± γ относительно диаметрально расположенных пазов с обмоткой возбуждения.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения выходной характеристики в виде симметричной треугольной зависимости, полюсная дуга T = π/2 , а угловое смещение γ = π/2 . 3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения выходной характеристики в виде пилообразной зависимости с зоной нечувствительности G, полюсная дуга T = π/2 , а угловое смещение γ = 0,5(π/2-G) . 4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения выходной характеристики в виде трапецеидальной зависимости с длиной B плоского горизонтального участка, полюсная дуга T = B + π/2 , а угловое смещение γ = π/2 .

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4