Двухканальный трансформаторный датчик угловых перемещений

 

ЕЛ. $

«с» P

О П И С-А Н И Е

Союз Советских

Социалистимеских

Реслублик (ii)662951

И ЗОБ РЕТЕ Н Nfl

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 06.04.77 (21) 2474727/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 08 С 9/04

Государственный нвынтет

СССР во делам нэооретеннй н открытий (53) УДК 621.317. .727.2 (088.8) Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.79 (72) Автор изобретения

О. В. Тарханов (7I) Заявитель

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК

УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к области электротехники, а именно к датчикам перемещений, используемых в системах автоматического управления.

Известны двухканальные датчики перемещений, содержащие магнитопровод с зубцами, обмотку грубого отсчета, обмотку точного отсчета, подвижный элемент, две встречно включенные обмотки возбуждения (1).

Недостатками данной конструкции являются низкая точность в канале грубого отсчета из-за изменения величины потока возбуждения при перемещении подвижного элемента в пределах зубцового деления, а также низкая мощность выходного сигнала в канале точного отсчета.

Известны также двухканальные трансформаторные датчики угловых перемещений, содержащие корпус и крышки из магнитомягкого материала, встречно включенные в кольцевые обмотки возбуждения переменного тока, во внутреннем отверстии которых размещен магнитопроводящий вал, установленный на подшипниках в крышках, две кольцевые встречно включенные спиральные обмотки грубого отсчета из упругого материала, один конец которых укреплен на валу, а другой — на корпусе (2).

Данное устройство наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту. Недостатком этой конструкции датчика является низкая точность.

Цель изобретения — повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что датчик снабжен двумя магнитопроводящими зубчатыми дисками статора, установленными в корпусе, и двумя магнитопроводящими зубчатыми дисками ротора, установленными на валу со смещением на зубцовое деление друг относительно друга, а между размещенными коаксиально парами дисков статора и ротора дополнительно установлена кольцевая обмотка точного отсчета.

На чертеже изображен предлагаемый датчик в продольном разрезе.

Датчик перемещений содержит магнитопроводящие корпус 1 и крышки 2 и 3 с подшипниками 4 и 5. С внутренней стороны корпуса 1 установлены магнитопроводящие зубчатые диски 6 и 7, а на валу 8 — зубчатые диски 9 и 10 попарно коаксиально дискам 6 и 7. Числа зубцов всех дисков ше площади перекрытия зубцов дисков 7 и диска 10. Это приводит к тому, что часть потока от обмотки 15 замыкается через диск

10, сцепляясь с обмоткой 11. В соответствии с этим на выходе обмотки точного отсчета 11 появляется ЭДС, фаза которой изменяется на 180 . Эта ЭДС достигает максимума при повороте вала 8 на 1,5 центральных угла зубца. В это же время ЭДС на выходе обмотки грубого отсчета увеличивается линейно, а ее фаза определяется потоком от обмотки 15, При повороте вала 8 от среднего положения против часовой стрелки фазы ЭДС на выходе обмоток грубого и точного отсчетов изменяются на 180 по отношению к ЭДС, индуктируемым в обмотках при повороте вала 8 от среднего положения по часовой стрелке. Суммарная проводимость на пути магнитного потока возбуждения остается постоянной, что повышает точность датчика. Кроме того, наличие обмотки точного отсчета также повышает точность датчика положений.

Формула изобретения

Двухканальный трансформаторный датчик угловых перемещений, содержащий корпус и крышки из магнитомягкого материала, встречно включенные кольцевые обмотки возбуждения переменного тока, во внутреннем отверстии которых размещен магнитопроводящий вал, установленный на годшипниках в крышках, две кольцевые встречно включенные спиральные обмотки грубого отсчета из упругого материала, один конец которых укреплен на валу, а дру.гой — на корпусе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности датчика, он снабжен двумя магнитопроводящими зубчатыми дисками статора, установленными в корпусе, и двумя магнитопроводящими зубчатыми дисками ротора, установленными на валу со смещением на зубцовое деление друг относительно друга„ а между размещенными коаксиально парами дисков статора и ротора дополнительно установлена кольцевая обмотка точного отсчета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зарипов М. Ф. Преобразователи с оаспределенными параметрами, М., «Энергия», 1969, стр. 63.

2. Зарипов М, Ф. Преобразователи с распределенными параметрами. М., «Энергия», 1969, стр. !14.

662951 равны между собой. Между дисками 6 и 7 размещена кольцевая измерительная обмотка I точного отсчета.

С двух сторон от дисков размещены кольцевые спиральные встречно включенные обмотки 12 и 13 грубого отсчета из упругого материала, у оснований корпуса 1 установлены кольцевые обмотки возбуждения 14 и

15, включенные встречно. Одни концы обмоток 12 и 13 укреплены на валу 8, а другие— на корпусе 1.

Работа датчика осуществляется следую- 1р щим образом.

При повороте вала 8 по часовой стрелке зубцы дисков 6 и 9 начинают перекрываться больше, а зубцы дисков 7 и 10 меньше.

В результате этого часть магнитного потока от обмотки 14 идет по диску 9, сцепляясь с обмоткой 11. На выходе обмотки 1! появляется ЭДС, фаза которой определяется потоком от обмотки 14.

В дальнейшем при повороте оси 8 зубцы диска 6 полностью перекрывают зубцы гр диска 9, а зубцы 7 занимают положение напротив пазов диска !О. В результате этого основная часть потока от обмотки 14 замыкается по диску 9 и потокосцепление обмотки 14 с обмоткой 11 достигает максимума. Достигает максимума и ЭДС, индукти tS руема!! в обмотке точного отсчета 11. В это же время скручивание обмотки 12 и раскручивание секции 13 непрерывно увеличивает неравенство их чисел витков, в соответствии с чем на выходе канала грубого отсчета ЭДС Зр имеет линейно возрастающий характер.

Таким образом при повороте вала 8 на угол, равный половине центрального угла зубца, ЭДС на выходе канала грубого отсчета имеет линейно увеличивающийся характер, а ЭДС на выходе обмотки точного отсчета 11 достигает максимума.

При последующем повороте вала 8 площадь перекрытия между зубцами дисков 6 и 9 начинает уменьшаться, а площадь перекрь1тия между зубцами дисков 7 и 10 уве- 4р личиваться. Это приводит к уменьшению части потока от обмотки 14, замыкающейся по диску 7, и к увеличению части этого потока, замыкающегося по диску 10. ЭДС на выходе обмотки точного отсчета 11 начинает уменьшаться, достигнув нуля при повороте вала 4 на угол, равный центральному углу зубца. В этом положении потоки, замыкающиеся слева и справа от обмотки 11, равны друг другу.

При последующем повороте вала 8 площадь перекрытия зубцов дисков 6 и 9 мень662951

Составитель В. Трегубов

Редактор Н. Коган Техред О. Луговая Корректор М. Вигула

Заказ 2704/51 Тираж 700 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 415

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4