Устройство для измерения угловых перемещений вала

 

Е.,v,,еб тУ а 5 А

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз СоветсинкСоциалистичесиик

Респубпии

, 702237 (61) Дополиительиое к авт. свид-ву (5l)N. Кл.

G 0.1 В 7/30 (22) Заявлено 12.07.77 (21) 250g442у18-24 с присоединением заявки М (23) П риоритет

3Ъвудврстванный каиитвт

СССР ав делам нзебретенив и вткрытнй

Опубликовано 05,12.79. Бюллетень М 45. (53) УДК 581. .Э 4(088.8) Дата опубликования описания 07.12.79 (72) Авторы изобретения

В. П. Бархаев, А. И. Клыков и Ю. Ш. Кушнер (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ВАЛА

Изобретение относится "к систеь1ам автоматического контроля и регулирования, а именно, к устройствам для измерения угловых перемещений вала.

Известно устройство для измерения угловых перемещений вала, содержащее квантовый частотный датчик индукпяи магнитного поля, размещенный внутри двух магнитных систем. Одна из магнитных систем - подвижна и жестко сое10 динена со входным валом, а втораянеподвижная и соединена с корпусом, являющимся одновременно магнитным экраном. Входной вал устройства соединен

15 с входным валом редуктора корпус которого соединен с неподвижной магнитной системой, а входной вал — с квантовым частотным датчиком (1).

Недостаток этого устройства состоит

1 в недостаточно высокой точности измере- ния угла поворота вала из-за изменения направления вектора магнитного поля при повороте sxoguoro вала.

Ю

Наиболее близким по техническому ри шению к данному устройству является устройство для измерения угловых перемещений вала, содержащее частотный преобразователь индут1ййи магнитного поля, закрепленный внутри основной магнитной системы, жестко связанной с экраном, вспомогательные магнитные системы, расположенные конпентрично относительно основной магнитной системы и снабженные валами, источник опорного тока,,подключеннйй к магнитным !систем- амм (2). В этом устройстве за счет компенсапии одной нэ составляющих вектора магнитного поли, создаваемого подJ вижной магнитной, системой. направление магнитного потока в зоне расположения датчика при повороте входного вала остается неизменным.

Недостатки этого известного устройся ва состоят в следующем. Во-первых, пентры чувствительности квантового датчика и нуль-индикатора, выполненного, например, на однокомпонентном Феррозонде, 702237

4 ная индукция В в зоне расположения част тотного преобразователя 3 равна = В, +23: н- При повороте входного вала 12 на угол

sir 5 сС каждый иэ ва лов 6 и 7 поворачивается на угол = k K, где К--коэффик циент передачи механизма разворота 8, определяемый соотношением размеров оч- зубчатых колес 9, 10 и 11. Связанные х 1г с валами 6 и 7 магнитные системы 4 и 5 разворачиваются относительно оси магнитной системы 2 на углы + P, и индукция создаваемого ими магнитного поля окажется равной 2В COSP. При

15 этом ориентация магнитного потока в зоне частотного преобразователя 3 не изменяется. С учетом поля, создаваемого магнитной системой 2, суммарное значение индукции 3 равно зо В - Во" ZBcos Kd:

Таким образом, суммарная индукция явя ляется функцией угла поворота входного вала 12 и имеет стабильное направление

1, в пространстве.

Предложенное устройство позволяет наиболее полно реализовать точностные характеристики прецизионных преобразозм вателей индукции магнитного поля в частоту следования импульсов и обеспед;- чить точность измерения порядка десязо а. тых долей процента. дополнительным преимуществом предлагаемого устройства является возможность повышения угловой чувствительности в К раз (при k > Ф )

Использование механизма разворота позволяет сохранить неизменным направление суммарного вектора магнитной ин дукции при повороте входного вала.

3 не совпадают. Поэтому компенсация сос тавляющей магнитного поля осуществляе ся с погрешностью, обусловленной неод нородностью магнитного поля во внутре нем объеме магнитных систем. Во-втор феррозондовый нуль-индикатор искажает поле в зоне квантового датчика, так ка содержит ферромагнитные элементы и проводники с током. есе это снижает т ность устройства для измерения угловы перемещений вала.

Цель изобретения состоит в повышении точности устройства для измерения угловых перемещений вала.

Это достигается тем, что в устройство для измерения угловых перемещений вала введен механизм разворота, выполненный в виде трех конических зуб чатых колес, одно из которых связано с входным валом, а два других — с валами вспомогательных магнитных систем.

Блок-схема устройства для измерены угловых перемещений вала представлена на чертеже. Устройство содержит экран основную магнитную систему 2, частотный преобразователь 3 индукции магнит ного поля, вспомогательные магнитные системы 4 и 5 с валами 6 и 7, механи разворота 8, выполненный из трех кони ческих зубчатых колес 9, 10 и 11, вхо ной вал 12 и источйик 13 опорного ток

Магнитная система 2 и частотный преобразователь 3 индукции магнитного поля расположены внутри магнитного эк рана 1 и жестко связаны с ним и между собой. Неподвижная магнитная система 2 охвачена двумя подвижными магнитными системами 4 и 5, которые с помощью валов 6 и 7 соединены с ме40 ханизмом разворота 8, выполненным в виде трех конических зубчатых колес

9, 10, 11, причем зубчатые колеса 9 и 10 идентичны и жестко соединены с валами 7 и 6 соответственно, зубчатое

45 колесо 11 соединено со входным валом

12. Магнитные системы 2, 4, 5 нредставляют собой кольца Гельмгольца, подключенные к источнику 13 опорного тока, причем Магнитные системы 4 и 5

50 имеют одинаковые постоянные. !

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении оси магнитных систем 2, 4 и 5 и направления создаваемых ими магнитных полей совпадают.

Магнитная система 2 создает индукцию магнитного. поля Во, а каждая из сис-. тем 4 и 5 — индукцию В .Тогда суммарФормула изобретения

Устройство для измерения угловых перемещений вала, содержащее частотный преобразователь индукции магнитного ноля,закрепленный внутри основной магнитной системы, жестко связанной с эк раном, вспомогательные магнитные сисгемы, расположенные концентрично относительно основной магнитной системы, и снабженные валами, источник опорного тока, подключенный к магнитным системам, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен механизм разворота, выполненный в sane трех конических зубчатых колес, одно из которых связано с входным валом,.а два других—

70 2237 систем.

10

Составитель И. Назаркина

Редактор С. Равва Техред H. Ковалева, КорректорН. Горват

Заказ 7 574/38, Тираж 844 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

4>илиад ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная. с валами вспомогательных магнитных

Источники информадии, принятые во внимание нри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР,% 197295, кл, 5 08 С 9/04, 1963

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 223623, кл. G 08 С 9/00, 1970 (прототип).