Двухкоординатный датчик угла

 

Срюз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07.09.79 (21) 2816784/25-28 с присоединением заявки 1В (23)Приоритет

Опубликовано 15.06.81. Бюллетень М22

Дата опубликования описания 18.06.81 ii838317

Ъ (51)М. Кл. а 01 В 7/30!

1зеударстевнный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (53) УД, К621. 31 7. .39:531.14 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Голубев и А. А. Акишин 1,"

1 (7!) Заявитель (54) ДВУХКООРДИНАТ1ЫЙ ДАТЧИК УГЛА

Изобретение относится к изме— рительной технике, в частности к устройствам, преобразующим угловое перемещение в пропорциональный электрический сигнал,и может быть использовано в навигационной технике, в частности в гидроприборах.

Известны двухкоординатные датчики угла, содержащие статор с диаметрально расположенными на стержнях магнитопровода сосредоточенными катушками индуктивности, и вращающийся ротор, выполненный в виде шарового сегмента и подвижный относительно осей, ортогональных оси его вращенияglj й(2j, Недостатками этих устройств являются сложность конструкции статора и ротора, значительный уровень помех, определяемых паразитной модуляцией

20 электрического сигнала вращающимся ротором, малая помехозащищенность от внешних электромагнитных полей и сравнительно большие габариты.

Наиболее близким к изобретению яв, ляется двухкоординатный датчик угла, содержащий неподвижный ° статор, закрепленные на статоре диаметрально противоположно по двум осям координат парные катушки индуктивности и вращаюпдйся кольцевой ротор, установленный с возможностью смещения в плоскостях, перпендикулярных его оси вращения,связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения. Статор этого датчика выполнен в виде кольцевого магнитопровода с четырьмя торцовыми выступами на поверхности,o6ращенной к ротору, на каждом из которых установлена сосредоточенная катушка индуктивности -L3)

Недостатками данного датчика явI ляются наличие погрешности, обусловленной локальным зондированием сосредоточенной на ферромагнитном выступе статора катушки индуктивности вращающегося ротора и связанной как с неоднородностью магнитных свойств,так .

3 8383 и с неплоскостностью последнего, плохая помехозащищенность от влияния внешних магнитных полей и сравнительно большие габариты, обусловленные размещением катушки индуктивности на выступах статора.

Цель изобретения — увеличение помехозащищенности и уменьшение габаритов датчика.

Эта цель достигается тем, что

10 на торцовой поверхности статора, обращенной к ротору. выполнены глухие цилиндрические отверстия, центры которых расположены по окружности на осях координат и между ними, катушки индуктивности выполнены в виде ряда плоских секций, установленных в этих отверстиях,а секции, находящиеся в отверстиях попарно симметрично расположенных относительно координатных осей соединены между собой последовательно-согласно.

Высота плоских секций катушек индук- тивности равна глубине глухих от— верстий статора. 25

На фиг. 1 схематически представлен датчик, фронтальная проекция; на фиг. 2размещение катушек индуктивности на

:торцовой поверхности статора.

50

Датчик состоит из статора 1 с размещенными в нем катушками 2 индуктивности вращающегося относительно оси кольцевого ротора 3, выпол. ненного из ферромагнитного материала, 35 ус тановленного с возможнос тью смещения относительной осейХХ»и YY в плоскостях, перпендикулярных оси его вращения. Статор 1 представляет собой кольцо иэ ферромагнитного материала, 40 на обращенной к ротору 3 поверхности

4 которого выполнены глухие цилиндрические отверстия 5, Центры отверстий выполнены по окружности на осях координат ХХ» УУ и между ними. Ка45 тушки 2 индуктивности выполнены в виде ряда плоских секций 6 уста1 новленных в указанных глухих цилиндрических отверстиях 5, и образуются при последовательно согласном соединении плоских секций находящихся в отверстиях попарно симметрично расположенных относительно координатных осей.

Принцип работы двухкоординатного

55 датчика угла по каждой координате одинаков, Поэтому рассмотрим работу датчика только по одной координате, например по Х.

l7 4

При отсутствии преобразуемого перемещения вращающегося ротора 3 от— носительно оси ХХ» ротор расположен таким образом, что индуктивности диаметрально противоположных катушек 2 индуктивности равны. При этом расстоянии между ротором 3 и каждой из катушек 2 индуктивности одинаковы. Отклонение ротора 3 от начального положения вокруг оси ХХ» приводит к изменению индуктивности катушек 2 . При этом расстояние между ротором 3 и одной из катушек 2 индуктивности уменьшается, и соответственно увеличивается расстояние между ротором 3 и другой катушкой 2 индуктивности.

Результатом этого является увеличение индуктивности одной катушки и соответственно уменьшение индуктивности другой, пропорциональные углу поворота ротора 3.

Дифференциальное изменение индуктивностей катушек 2 индуктивности может быть измерено известными способами (например с помощью мостовых измерительных схем).

Формула изобретения

1, Двухкоординатный датчик угла, содержащий неподвижный статор,закрепленные на статоре диаметрально проти— воположно по двум осям координат парные катушки индуктивности и вращающийся кольцевой ротор, установленный с возможностью смещения в плоскостях, перпендикулярных его оси вращения, связываемый с контролируемым объектом в процессе измерения, о т л ич а ю шийся тем,что,с целью увеличения помехоза»»п»щенности и уменьшения габаритов, на торцовой поверхности ста— тора, обращенной к ротору, выполнены глухие цилиндрические отверстия центры которых расположены по окружности на осях координат и между ними, катушки индуктивности выполнены в виде ряда плоских секций, установленных в этих отверстиях, а секции, находящиеся в отверстиях, попарно симметрично расположенных относительно координатных осей, соединены между собой последовательно-согласно.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что высота плоских секций катушек индуктивности равна глубине глухих отверстий статора.

838317

А-4

Составитель Т. Матюхина

Редактор Ю. Петрушко Техред JI. Пекарь . Корректор Н. Швыдкая

Заказ 4402/54 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М - 343150, кл. 6 01 5/20, 1972.

2. Детали и узлы гигроскопических приборов, Атлас конструкций,М., Мааиностроение", !975, с. 173, 175. .3. Патент США 11 3. 354. 726 Н,кл.

74-5 1967 (прототип).