Преобразователь угла поворота объекта вокруг двух осей координат

 

Союз Советскмк

СоцмЪлмстйческих

Респубпмн

ОП КСАН ИЕ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.10.75 (21) 21?7719/25-28 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный камнтет

СССР на делам нзобретеннй н аткрмтнй (23) Приоритет—

Опубликовано 15.05.?9. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.79

А. Н. Андреев, С. С. Козлов, В. И. Лагутин и Ю. А. Рязанов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) Г!РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ОБЪЕКТА

ВОКРУГ ДВУХ ОСЕЙ КООРДИНАТ

Изобретение относится к технике угловых измерений, а именно к средствам дистанционного измерения углов поворота.

Известны бесконтактные измерительные преобразователи углов поворота объекта вокруг двух осей координат, содержащие" чувствительный элемент, выполненный в виде магнитопровода с катушкой индуктивности, и ирофилированный якорь, расположенный против магнитопровода. Прн перемещении якоря относительно магнитопровода изменяется магнитное сопротивление цепи, что может быть отмечено регистрирующей частью преобразователей 11).

Недостатком таких преобразователеи является ограниченный диапазон измерения, определяемый размерами полюсных наконечников. Для реальных конструкций диапазон линейности преобразователя лежит в пределах 2 — 5 .

Известны также измерительные преобразователи для широко диаиазонного измерения углов ири повороте объекта вокруг двух осей координат: измерительной и вспомогательной, содержащие измерительный элемент. расположенный соосно со вспомогательной осью координат, и профилированный якорь, связанный с частью объекта, поворачиваемой относительно обеих осей координат. Профиль якоря обеспечивает изменение магнитного сопротивления цепи прн повороте вокруг измерительной оси координат 12).

Этот преобразователь позволяет измерять углы поворота с достаточной точностью лишь в случае, когда измерительная ось поворота неподвижна в пространстве. Если измерительная ось поворачивается при по.вороте объекта вокруг вспомогательной оси, 1о то в результате измерения вносится погрешность, связанная с биением ирофилированной поверхности якоря.

Кроме того, известный преобразователь не позволяет выполнять измерений по дифференциальнои схеме, что приводит к. дополнительным погрешностям, вызванным влиянием внешних факторов, например, тепловыми изменениями характеристик преобразователя и смещением ирофилированиой поверхности якоря относительно чувствительного элемента вследствие деформации звеньев.

С целью повышения точности в преобразователе чувствительный элемент выполнен.

662794

Формула изобретения

2$ и ниде катушки индуктивности с кольцевым магнитонроводом, а профилированная поверхность якоря — в виде двуx .н1нейчатых, например, винтовых, поверхностей с образую щи м н, параллельными образ ук1щи м кольцевого магнитопровода и расположенными диаметрально противоположно огносительно последнего.

Преобразователь угла повсрота снабжен вторым чувствительным элементом, выполненным аналогично первому, и второй парой профилированных поверхностен, имеющих противоположное направление подъема винтовых линий.

На фиг. 1 изображен преобразователь, разрез по вспомогательной оси; на фиг. 2— то же, разрез плоскостью, перпендикулярной измерительной оси с видом Isa профилированные поверхности; на фнг. 3 — развертка профилированных поверхностей.

Преобразователь содержит неподвижный корпус 1, внутри которого на подшипниках

2 и 3 смонтирована вспомогательная ось 4 преобразователя. Измерительная ось 5 преобразователя перпендикулярна вспомогательной оси и жестко скреплена с ней. Подвижный якорь 6 шарнирно соединен с измерительной осью подшипниками 7 и 8. Чувствительный элемент преобразователя закреплен на неподвижном корпусе и выполнен в виде катушки индуктивности 9 и кольцевого магнитопровода 10. Подвижный якорь снабжен профилированными поверхностями, расположенными против чувствительного элемента, и выполненными в виде двух линейчатых, например, винтовых, поверхностей 1 и 12 с образующими, параллельными образующим кольцевого магнитопровода и расположенными диаметрально противоположно относительно последнего (см. фиг. 2), где тонкими линиями переменной густоты показаны образующие линейчатых поверхнос- тей). Одна из винтовых поверхностей (поверхность 11) выполнена левой, другая (поверхность 12) — правой. Понижение винтовой поверхности отмечено на фиг. 2 увеличивающейся густотой радиальных линий.

Преобразователь угла поворота . может быть снабжен вторым чувствительным элементом, выполненным аналогично первому, т, е, содержащим катушку индуктивности 13 и кольцевой магнитопровод 14, а якорь— второй парой профилированных поверхностей 15 и 16, из которых первая является правой, а вторая — левой. Развертки всех четырех профилированных поверхностей изображены на фиг. 3. Катушки индуктивности

9 и 13 могут быть включены в дифференциальную схему измерения, что повышает чувствительность преобразователя и уменьшает влияние внешних помех.

Преобразователь угла гюворота работает следующим образом.

Контролируемый объект скрепляют г подвижным якорем 6 преобразователя и вращают вокруг вспомогательной оси 4. Поскольку магнитопроводы 10 и 14 выполнены кольцевыми, это не приводит к изменению магнитного сопротивления, и преобразователь не реагирует на вращение вокруг вспомогательной оси. Если контролируемый объект вместе с подвижным якорем поверf0 путь вокруг измерительной оси 5, например, против часовон стрелки (см. фиг. 2), то расстояние между образующими кольцевого магнитопровода 10 и профилирозанных поверхностей 11 и 12 уменьшится, что при1э ведет к уменынению магнитного сопротивления цепи и может быть отмечено регистрирующей частью преобразователя (на фигурах не показана). Расстояние между кольцевым магнитопроводом 14 и профнлированными поверхностями 15 и 16, напротив. увеличится, чтб при дифференциальной схеме включения удвоит чувствительность преобразователя.

1. Преобразователь угла поворота объекта вокруг двух осей координат: измеритель. ной и вспомогательной, содержащий чувствительный элемент, расположенный соосно со вспомогательной осью координат, и поворотный вокруг обеих осей координат подвижный якорь с профилироваиными поверхностями, отлинающиася тем, что, с целью повышения точности, чувствительный элемент выполнен в виде катушки индуктивности с кольцевым магнитопроводом, а профилированная поверхность якоря — в виде двух линейчатых, например, винтовых, поЪерхиостей с образующими, параллельными . образующим кольцевого магнитопровода и расположенными диаметрально противоположно относительно последнего.

2. Преобразователь по п. 1, отличающий-, ся тем, что он снабжен вторым чувствительным элементом, выполненным аналогично первому, и второй парой профилированных поверхностей, имеющих противоположное направление подъема винтовых линий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования, M., Машиностроение», 1965, с. 114, фиг. 1.97, 2: Авторское свидетельство СССР ,1Цо 3997!8 кл Q 0! Я 7/30 !970

662794

v rs

Фиг. f иг.

Составитель Г. Лазарева

Редактор И. Аристова Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Закво 2680 42 Тираж 865 Подписное

ЩН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l3035, Москва, )K — 35, Раушская иаб., д. 4!5

Филиал ППП <Патенте, r. Ужгород, ул. Проектная, 4