Преобразователь угла поворота вала в код

 

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 07.1078(23) 2411291/18-24 с приеоепинением заявки Я— (23) ПриоритетОпубликоваио 050179. Бюллетень № 1

Дата ОнубЛИКОВаНИЯ Опнеаини 0501,79 (51) M. Кл.

С 08 С 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (68} УДК б 21, 314 ° 24 (088. 8) (72) .Автор изобретения

B,И.Добреньков, чч

1 (71) Заявитель

Горьковский институт инженеров водного транспорта (54) пРеОБРАзОВАтель УГЛА НОВОРОтА ВАЛА

В КОД

Изобретение относится к области автоматики, а именно, к первичным преобразователям неэлектрических величин.

Известны преобразователи угла, со- о держащие стопорную пластину, на которой расположены изолированные друг от друга металлические секторы, рсторную пластину, резисторный мост, диагональ которого соединена со входом регулирующего устройства (1)

К недостаткам известных устройств относятся низкая помехоустойчивость и недостаточная разрешающая способность устройств.

Наиболее близким по техни есксму решению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий статор с измерительными электродами, выполненными в виде усеченных секторов с радиусом В и длиной стороны r, каждый из которых подключен к сигнальным входам регистрирующего устройства, ротор с измерительным элект- 25 родом, соединенный с входным валом преобразователя, общий электрод, выполненный в виде диска радиусом ( — r ) и подключенный к блоку пи.тания (21 .

Недостатками его являются: малая чувствительность, необходимость выдерживать с определенной точностью малый зазор между пластинами ротора и статсра, так как с ростом зазора резко падает чувствительность что в частности, понижает вибростойкость устройства и надежность.

Цель предлагаемого изобретения— габаритов дежности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что статор снабжен переходными электродами и сегнетоэлектрической пленкой, которая одной стороной сопряжена с измерительными и общим электродами, а другой — с переходными электродами, которые выполнены в виде секторов радиусом В, на роторе установлен электрет, размер и форма которого соответствует переходному электроду, à с целью расширения пределов измерений, ротор выполнен с угловым размером, равным размеру статора.

На фиг. 1 представлен преобразователь в разобранном виде, расчлененным по вертикали: вид спереди-сверху ; на фиг. 2 — вид спереди на преобразователь в сборе; на фиг, 3 — вид свер3

6414 ху (план) на преобразователь в сборе", на фиг. 4 — схема включения.

Показанный на фиг. 1,2,3 преобразователь имеет три секцнонированных конденсатора (квантование равно трем) и угловой размер 90 . Естественно, он может иметь больше секций и больший угловой размер. 5

Статор состоит из трех измерительных секторов электродов 1,2,3 и обще-. го электрода 4 .преобразователя в виде сектора с угловым размером, равным суммарному углу всех измерительных электродов 1,2,3 (фиг.1 и 2).

Сегнетоэлектрическая пленка 5 в виде сектора нижней поверхностью плотно примыкает к электродам 1,2,3,4, а верхней поверхностью — к переходным электродам 6,7,8, образующим верхнюю пластину статора. Все электроды сделаны из проводящего материала.

Ротор состоит из электрета 9 в виде сектора с угловым размером равньм .(или несколько меньшим) размеру злект 0

20 рода 6 (7,8), наэлектризованным нормально к его плоскостям, а также из оси 10, вращающей его.. Верхней плоскостью электрет 9 присоединен к измерительному электроду 11, Укрепленному на оси 10. Ось 10, если она проводящая, и электрод 4 могут подключаться к корпусу преобразователя.

Сектора-электроды 1,2,3 подключены отдельными проводниками к регистрирующему устройству 12 с питанием от источника переменного напряжения 13.

В положении ротора, как показано на фиг. 2,3, участки сегнетоэлектри- 35 ка, примыкающие к электродам 7,8, не наэлектризованы, и оба емкостные тока, идущие от общего электрода 4 через электроды 7,8 к электродам 2 и 3 в регистрирующее устройство 12 40 (фиг.4), имеют максимальное значение.

Электрическое поле ротора (как показано на фиг. 2 и фиг. 3) воспринимается электродом б и, проходя через участок пленки под ним (далее через электроды 1 и 4 линйи поля выходят наружу, частично, по оси 10 45 и электроду 11 приходят к минусу электрета 9), электризует этот участок пленки, Его относительная диэлектрическая проницаемость уменьшается почти до единицы. Емкость элементарного конденсатора, образованного электродами 1 и 4, а также электродом б, резко падает, а ток электрода 1 соответственно уменьшается во столько раз, ьо сколько уменьшалась проницаемость. Это служит сигналом для регистрирующего устройства 12. Электроды

6,7,8 не включаются в измерительную схему, но они необходимы для того, чтобы емкостные токи от общего электрода 4 протекали по ним и переходили

| 60 к измерительным электродам 1,2 и 3, поэтому их можно назвать переходными

79

4 электродами. Помимо этого, они способствуют равномерному распределению поверхностных зарядов и одинаковой напряженности поля в сегнетоэлектрике, что исключает пробой сегнетопленки.

При повороте ротора до середины секторного электрода 7 или 8 ток через электрод 1 увеличивается, а ток одного из электродов 2 или 3, соответственно, уменьшается. Регистрирующее устройство 12 (фиг.4) отмечает поступающие токи, а в случае необходимости дешифрует и выдает сигнал об угле поворота ротора. Возможно повышение точности отсчета угла, напри» мер, в 2 раза без; зменения конструкции преобразователя ° Для этого достаточно отметить момент равенства токов двух смежных электродов, например 2 и

З,при условии, что эти токи не достигли максимального значения.

В этом случае ротор будет находиться строго посередине между электродами 7 и 8, т.е. повернется (фиг.2 и

3) дополнительно на угол 30 + 15 = 45.

6 о с

Источник напряжения 13 (фиг.4) может иметь синусоидальную, прямоугольную и т.п. форму сигнала, однако желательно, чтобы в нем не было постоянной составляющей.

Ротор может иметь угловой размер, равный суммарному угловому размеру статора. Для варианта конструкции как на фиг. 1 и 2 — это 90 . Тогда в дьа раза увеличивается отслеживаемый угол, т.е. становится равным

180 . Это обусловлено тем, что по мере вращения он перекрывает своим полем определенные группы переходных секторов 6,7,8 не только при входе в зону статора, но и при выходе, что и фиксируется регистрирующим устройством или дешифратором.

Поэтому, если угловой размер как ротора,так и статора будет 180, то отслеживаемый угол составит 360

Электрет 9 ротора может быть заменен измерительным электродом 11, если к сектору подвести достаточно высокое напряжение относительно корпуса и схемы преобразователя. Это целесообразно там, где требуются малые габариты и имеется сеть с высоким напряжением.

Формула изобретения

1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий статор с измерительными электродами, выполненными в виде усеченных секторов с радиусом R и длиной стороны г, каждый из которых подключен к сигнальным входам регистрирующего устройства, ротор с измерительным электродом, соединенный с входным валом преобра.зователя, общий электрод, выполнен641479

Фма4

Составитель В. Фатеев

ТехредtO.Hèéìåò Корректор Е,Дичинская

Редактор В.Лукин

Заказ 7518/46 Тираж шоу Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ный в виде диска радиусом (ц — г ) и подключенный к блоку питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности преобразователя, статор снабжен переходными электродами и сегнетоэлектрической пленкой, которая одной стороной сопряжена с измерительными и общим электродами, а другой — с переходными электродами, которые выполнены в виде секторов радиусом В, на роторе установлен электрет, размер и форма которого соответствует переходному электроду.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения пределов измерений, ротор выполнен с угловым размером, равным размеру статора.

Источники информации, принятые во

5 внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 517918, кл. С 08 С 9/04, 1975.!

О 2. Авторское свидетельство СССР

9 467387, кл. G 08 С 9/02, 1974.