Преобразователь перемещений

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ , содержащий относительно подвижные ферромагнитные зубчатые элементы , зубцы на одном из которых размещены под углом к зубцам на другом, а зубцовые деления имеют одинаковую ширину, и размещенные на одном из этих элементов в пазах , ориентированных вдоль направления их относительного смещения, секции обмоток возбуждения и считывания, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности , он снабжен винтовым редуктором , выполненным в виде штока с профилированной винтовой канавкой на его поверхности и щупа, входящего в канавку одним концом и жестко прикрепленного другим концом к одному из зубчатых элементов, а оба зубчатых элемента выполнены в форме коаксиальных цилиндров. J445 6 5 8 QD 1C 1C Фиъ. 1

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

g(gg G 01 В 7/00, G Ol В 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3395647/25-28 (22) 04.02.82 (46) 23:05.83. Бюл. № 19 (72) А. Н. Трофимов и В. И. Быченков (53) 621.317.39: 531.71 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 446892, кл. G 08 С 9/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 769307, кл. G 01 В 7/00, 1978 (прототип). (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий относительно подвижные ферромагнитные зубчатые элементы, зубцы на одном из которых размещены под углом к зубцам на другом, а зубцовые

„„SU„„1019220 А деления имеют одинаковую ширину, и размещенные на одном из этих элементов в пазах, ориентированных вдоль направления их относительного смещения, секции обмоток возбуждения и считывания, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен винтовым редуктором, выполненным в виде штока с профилированной винтовой канавкой на его поверхности и щупа, входящего в канавку одним концом и жестко прикрепленного другим концом к одному из зубчатых элементов, а оба зубчатых элемента выполнены в форме коаксиальных цилиндров.

1019220

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения линейных или угловых перемещений в различных устройствах автоматики и телемеханики.

Известен преобразователь перемещений, содержащий измерительную головку, выполненную в виде двухполюсного магнитопровода с размещенными на нем секциями измерительных обмоток и обмоток возбуждения, и ферромагнитную зубчатую шкалу, состоящую из нескольких состыкованных между собой частей (1).

Недостатком такого преобразователя является сложность конструкции, обусловленная наличием длинной зубчатой шкалы с большим количеством зубцов для обеспечения измерения перемешений в большом диапазоне.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещений, содержащий относительно подвижные ферромагнитные зубчатые элементы, зубцы на одном из которых размещены под углом к зубцам на другом, а зубцовые деления имеют одинаковую ширину, и размещенные на одном из этих элементов в пазах, ориентированных вдоль направления их относительного смещения, секции обмоток возбуждения и считывания.

Оба зубчатых элемента выполнены плоскими, а секции обмоток считывания и возбуждения смещены по поверхности неподвижного зубчатого элемента в направлении, перпендикулярном направлению относительного смещения обоих зубчатых элементов, совпадающему с направлением измеряемого линейного перемешения (2) .

Недостатками известного преобразователя являются ограниченная чувствительность, обусловленная ограниченными возможностями уменьшения шага нарезки зубьев на подвижном зубчатом элементе, связываемом с контролируемым объектом в процессе измерения, а также сложность изготовления в связи с необходимостью нарезки большого количества зубьев на подвижном ферромагнитном зубчатом элементе для обеспечения измерения линейных перемещений в большом диапазоне, для чего требу;отся прецизионные станки и специальная оснастка, что удорожает изготовление преобразователя.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя перемещений.

Для достижения поставленной цели преобразователь перемещений, содержащий относительно подвижные ферромагнитные зубчатые элементы, зубцы на одном из которых размешены под углом к зубцам на другом, а зубцовые деления имеют одинаковую ширину, и размещенные на одном из этих элементов в пазах, ориентированных вдоль направления их относительного смещения, секции обмоток возбуждения и считывания, снабжен винт ".,ым редуктором, выполненным в виде штока с профилированной винтовой канавкой на его поверхности и щупа, входящего в канавку одним концом и жестко прикрепленного другим концом к одному из зубчатых элементов, а оба зубчатых элемента выполнены в форме коаксиальных цилиндров.

На фиг. 1 изображен преобразователь перемещений, общий вид; на фиг. 2 — развертка цилиндрической поверхности зубча10 тых элементов и размещение секций обмоток возбуждения и считывания; на фиг. 3— диаграмма напряжений на обмотках считывания в функции перемещения х.

Преобразователь перемещений содержит внешний 1 и внутренний 2 цилиндрические

15 ферромагнитные зубчатые элементы, зубцы на которых размещены под углом друг другу (зубцы на элементе 2 показаны на фиг. 2 пунктиром) . В парах кольцевых канавок зубчатого элемента 1, размещенных на равных расстояниях одна от другой вдоль осе20

55

50 вой длины преобразователя, уложены попарно петлевые секции 3 и 4 обмоток возбуждения и считывания соответственно.

Смежные секции как обмоток возбуждения, так и обмоток считывания соединены между собой встречно-последовательно. Внутренний зубчатый элемент 2 установлен в подшипниках 5 качения и имеет жестко закрепленный на нем щуп 6, противоположный конец которого входит в профилированную винтовую канавку на поверхности штока 7, расположенного соосно с зубчатыми элементами 1 и 2. Шток 7 закреплен в подшипниках 8 скольжения и имеет свободное перемещение в осевом направлении, совпадающем с направлением контролируемого перемещения х объекта (не показан), с которым шток 7 связывается в процессе измерения.

Преобразователь перемещений работает следую щи м об разом.

Шток 7 воспринимает контролируемое перемещение х и с помощью щупа 6, взаимодействующего с винтовой канавкой на его поверхности, преобразует это линейное перемешение в вращательное движение внутреннего зубчатого ферромагнитного элемента 2 относительно внешнего зубчатого элемента I.

Магнитный поток, создаваемый одной из секций 3 каждой пары секций обмотки возбуждения, выходит из соответствующего участка цилиндрической поверхности неподвижного зубчатого элемента 1, пересекает внутренний подвижный зубчатый элемент 2 и входит в смежный участок цилиндрической поверхности элемента 1, наводя в секциях 4 обмотки считывания ЭДС, величина которой зависит от взаимного углового положения элементов 1 и 2. При вращении внутреннего зубчатого элемента 20 относительно неподвижного внешнего зубчатого элемента 1 благодаря скосу зубцов на элементе 2 образуются зоны повышенной магнитной проводимости (пока1019220

А Яг Ag Я» Яу

Составитель С. Скрыпник

Редактор Н. Джыган Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 3685/32 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 заны щтриховкой на фиг. 2), площадь которых и расположение зависят от относительного положения зубчатых элементов 1 и 2. В секциях 4 обмотки считывания, охватывак}щих соответствующие участки цилиндрической поверхности зубчатого элемента 1, наводятся ЭДС, модулированные по амплитуде в зависимости от площади охватываемых ими зон повышенной проводимости, изменяющихся при перемещении штока 7. При использовании амплитудно-логического метода может быть осуществлено

«опознание» участков D, D ...D; диапазона перемещения Х по соотношению выходных напряжений секций 4 обмотки считывания (фиг. 3), например, на участке D3

Для устранения неоднозначности отсчета во всем диапазоне контролируемого перемещения Х могут быть использованы известные средства обработки многофазного сигнала, получаемого на выходе датчика.

Благодаря введению механического редуктора н коаксиально-цилиндрическому выполнению зубчатых элементов увеличи10 вается чувствительность преобразователя перемещений и упрощается его конструкция и, технология изготовления, так как замена зубчатой рейки с точно нарезанными зубьями на шток позволяет отказаться от дорогостоящего прецизионного оборудования.