Преобразователь угла поворота вала в число импульсов

 

в

rr4K H i è „ и.иче и 1 с» 6,, -йф

ОПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

«о696518

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву. (22) Заявлено 2 4.10.77(21) 2539737/18-24 (51)М. Кл.2

G 08 С 9/04 с присоединением заявки №(23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (53) УДК о8 1 . 32 5 (088 . 8) Опубликовано 05,1179. Ьюллетень ¹ 41

Дата опубликовании описании 07,11,79 (72) Авторы

r4SO6peTeHN3I A Б. Керпель, Б. Е. Базанов и A. П. Теплинский (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В ЧИСЛО ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к электромеханическим устройствам автоматики и может быть использовано для преобразования угла поворота вала в число импульс ов .

Известны преобразователи угла поворота вала в число импульсов, имеюшие высокое отношение величины сигнала к величине шума. Одним иэ известных тех-10 нических решений является датчик положения ротора, содержащий дроссель насыщения, Г-образные плоские пластины на статоре, постоянный магнит и шунтирующие пластины на роторе (1). 15

Однако этот датчик имеет значитель ° ную величину момента инерции ротора из-за наличия в его конструкции постоянного магнита сложной формы и шун-20 тируюших пластин..

Другим из известных технических решений является датчик числа оборотов, содержащий статор с двумя полюсными наконечниками, имеющими зубцы 25 и расположенными по обе стороны выходной обмотки, причем зубцы одного полюсного наконечника сдвинуты относительно зубцов другого, зубчатый ротор и подмагничивающий элемент, распо-З0 ложенный со стороны одного из полюсных наконечников (2) .

Однако этот датчик как при радиальном, так и при торцевом исполнении зубцов ротора имеет значительный габаритный размер и большую величину момента инерции ротора.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является преобразователь угла поворота вала в число импульсов, содержаший магнитопроводящий ротор и статор, состоящий из цилиндрического магнитопровода с установленным на нем внешним полюсным наконечником, внутреннего полюсного наконечника, причем Г-образные зубцы внешнего полюсного наконечника размешены по внешнему периметру статора во впадинах внутреннего полюсного наконечника, и зубцы обоих полюсных наконечников расположены с зазором против зубцов магнитопроводящего ротора, цилиндрического подмагничивающего элемента, установленного на внутреннем полюсном наконечнике, выходной обмотки, размещенной между полюсными наконечниками и индуктивно связанной через магнитопроводяший ротор с цилиндрическим подмагничивающим элементом (3) .

t> 9653 8

Однако в этом преобразователе отношение напряжения сигнала к напряжению шума уменьшается при повышении частоты несущей напряжения питания либо при повышении скорости вращения ротора . Это связано с тем, что при повышении частотй следования импульсов за счет уменьшения глубины проникновения магнитного потока в магнитопроводящие материалы уменьшается разница в величине магнитного сопротивления контуров прохождения магнитного потока по обоим полюсным наконечникам, что приводит к возрастанию рассеяния между обоими полюс.— ными наконечниками. Это обстоятельство уменьшает быстродействие преобразователя и обуславливает его применение только в тихоходном приводе.

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразователя.

Это достигается тем, что в преобразователе угла поворота вала в число ймпульсов цилиндрический магнитопровод соединен с внутренним полюсным наконечником посредством втулки-экрана из магнитопроводного материала с высокой электропроводностью.

На фиг. 1 представлена конструкция преобразователя угла поворота вала в число импульсов, где в качестве подмагничивающего элемента исполь- 30 зована катушка.

На фиг. 2 — представлена конструкция преобразователя, где в качестве подмагничивающего элемента использован постоянный магнит. 35

Ввиду отсутствия принципиальной разницы между конструкциями преобразователя с торцовым и радиальным исполнением зубцов ротора на чертежах приведены варианты с радиальным gg исполнением зубцов ротора.

Преобразователь содержит магнитопроводящий ротор 1, выполненный в виде зубчатого колеса или сектора, 45 и статор 2, состоящий из цилиндрического магнитопровода 3 с установленным на нем внешним полюсным наконечником 4 и внутреннего полюсного наконечника 5. Г-образные зубцы 6 внешнего полюсного наконечника 4 раз-5О мещены во впадинах внутреннего полюсного наконечника. 5 и зубцы обоих полюсных наконечников расположены с зазором против зубцов 7 ротора 1.

На внутреннем полюсном наконечнике 5 55 установлен цилиндрический подмагничивающий элемент 8. Выходная обмотка 9 размещена между обоими полюсными наконечниками 4 и 5. Между внутренним наконечником 5 и магнитопро- gg водом 3 установлена втулка-экран 10, выполненная из немагнитопроводного материала с высокой злектропроводностью, например из меди или алюминия.

Пре образов ат ель paG оraer сл едуюшим образом.

При прохождении зубцов или одного зубца 7 ротора 1 под зубцами внешнего полюсного наконечника 4 магнитный поток, сф ормиров анный .подмагничи вающим элементом 8, проходит через контур, составленный иэ зубцов 8, полюсного наконечника 4, магнитопровода 3 и ротора 1 и охватывает витки выходной обмотки 9, индуцируя в ней напряжение, определяющее выходной сигнал преобразователя. При прохождении зубцов 7 ротора 1 под зубцами внутреннего полюсного наконечника 5 контур; магнитного потока проходит по полюсному наконечнику 5, минуя витки выходной обмотки 9. Индуцированное напряжение в выходной обмотке 9 определяется только магнитным рассеянием между обоими полюсными наконечниками

4 и 5. Установленная между внутренним полюсным наконечником 5 и магнитопроводом 3 втулка-экран 10 создает на путях рассеяния разделительный слой,. экранирующий внешний полюсной наконечник 4 и связанную с ним выходную обмотку 9 от высокочастотного магнитного поля рассеяния. Это уменьшает индуцированное в выходной обмотке 9 напряжение шума, а следовательно, повышает отношение величины напряжения сигнала к величине напряжения шума. Это обстоятельство позволяет запитывать поцмагничивающий элемент 8 напряжением более высокой частоты, что расширяет диапазон скоростей вращения привода преобразователя, или увеличивает возможную скорость вращения ротора при использовании постоянного магнита, следовательно, повышает быстродействие преобразователя угла поворота вала в число импульсов.

Ожидаемое повыи.ение отношения напряжения сигнала к напряжению шума при частоте питания подмагничиваю;щего элемента 3-4 кГц составляет

80 100% .

Кроме увеличения быстродействия повышение указанного отношения упрощает построение электронных устройств, регистрирующих и преобразующих выходной сигнал преобразователя. Экономический эффект от использования такого преобразователя определяется его техническими преимуществами .

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в число импульсов, содержащий магнитопроводящий ротор и статор, состоящий из цилиндрического магнитопровода с установленным на нем внешним полюсньч наконечником, внутреннего полюсного наконечника, причем Г-образные зубцы

696518

Составитель А. Смирнов

Редактор A. Виноградов Техред М. Келемеш Корректор В . Бутяга

Заказ 6773/52 Тираж 710 Подписное

ЦЙИИПИ Государственного комитета СССР. по .делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП - Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 вн,шнего полюсного наконечнн1- раз мещены по внешнему периметр

Во впадинах внутреннего г наконечника, и зубцы о наконечников располо- HH против зубцов магн опроводящего ротора цилиндриче /ого подма гничив аю щего элемента установленного на внутп „юлом наконечнике, выходной обмот и, Размещенной междУ полюс„, „ц нконечниками и индуктивно связанной через магнитопроводящий ротор с цилиндрическим подмагничивающим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя цилиндри) ческий магнитопровод соединен с внутренним полюсным наконечником посредством втулки-экрана из магнитопроводного материала с высокой электропроводностью.

Источники информации, приянтые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 233486, кл. G 08 С 19/38, 1967.

2. Патент ФРГ Р 1913468, кл. 42 О 13/10, опублик. 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 519750, кл. G 08 С 9/04, 1975 (прототип) .