Магнитомодуляционный датчик углового перемещения

 

СОЮЗ COBETCHHX,В%

РЕСПУБЛИН.3 5п 0 01 в 7 30

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3396617/25-28 (22) 12.02.82 (46) 15 .12ь83. Бюл. Р 46 (72). .Б.Н.Каржавов (53) 621.317.39 .531.112,2(088.&). .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 765944, кл H 02 K 24/07, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 853376, кл. G 01 В 7/30, 1979 (прототип).. (54)(57) МАГНИТОИОДУЛЯЦИОННЫЙ ДАТalii< VrZOaOrO mVWZ gZWa содержа" щий цилиндрический статор с равно„.SU„„0936 A мерно расположенными по его окружности,2 отверстиями, размещенную .на перемычках между этими отверстиями секционированную М-фаэную обмотку, кащцая фаза которой имеет М/2 диаметрально расположенных пар секций, и четырехполюсный ротор, :выполненный из магнитотвердого ма% териала, отличающийся тем, что, с целью расширения диапа1зона измерения угловых перемещений, два смежных раэноимейных полюса ротора выполнены из магнитомягкого материала.

1060936

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования угла поворота вала в пропорциональный электрический сигнал.

Известен датчик угла, содержащий кольцевой статор с размещенной на нем фаэной обмоткой и ротор в виде двухполюсного постоянного магнитаГ11, Недостатком этого датчика является ограниченная чувствительность, 10 что обусловлено уменьшением глубины модуляции при уменьшении габаритов датчика.

Наиболее близким к предлагаемому является магнитомодуляционный датчик 15 углового перемещения, содержащий . цилиндрический статор с равномерно расположенными по его окружности Z отверстиями, размещенную на перемычках между этими отверстиями секционированную tn -фазную обмотку, каждая фаза которой имеет Z/2m диаметрально расположенных пар секций, и четырех-. полюсный ротор, выполненный из магнитотвердого материала, полярность полюсов которого чередуется в последовательности N --й-S- 5 (2 ).

Недостатком известного датчика является ограниченный диапазон измерения угловых перемещений, наибольшая величина которого составляет

180 угловых радиусов, из-за неоднозначности отсчета, так как периодичность выходного синусоидального сигнала в два раза выше периода вращения ротора.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения угловых пере-, мещений.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитомодулйционном датчике углового перемещения, содержащем цилиндрический статор с равномерно расположенными по его окружности 2 отверстиями, размещенную 45 на перемычках между этими отверстиями секционированную rn-фаэную обмотку, каждая фаза которой имеет

Z/2m диаметрально расположенных пар секций, и четырехполюсный ротор, выполненный из магнитотвердого материала, два смежных разноименных полюса ротора, выполнены из магнитомягкого материала.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема датчика в трехфазном исполнении; на фиг. 2 — электрическая схема соединения обмоток датчика. Датчик содержит цилиндрический статьр. 1 с равномерно расположенны- 60 ми по его окружности Z отверстиями

2 (здесь 2 = б, tn = 2), размещенную на перемычках 3 между этими отверстиями трехфазную обмотку, имеющую шесть секций 4 — 9 и четырехполюс- 65 ный ротор 10. Секции 4 - 9 обмотки датчика подключены к источнику 11 питания переменного тока. Каждая пара диаметрально противоположных секций 4 — 7, 6 - 9 и 8 - 5 образует соответствующую фазу обмотки..

Магнитомодуляционный датчик углового перемещения работает следующим образом.

При подключении обмоток датчика к источнику 11 питания переменного тока напряжение этого источника распределяется между секциями 4 — 7, б - 9 и 8 — 5 трех фаз обмотки в зависимости оТ их индуктивного сопротивления х. Выходной сигнал снимается с точки А, В и С соединения диаметрально расположенных секций, образующих соответствующую пару секций. Индуктивное сопротивление каждой секции определяется магнитным состоянием (степенью намагниченности участка внутреннего ярма статора 1 между перемычками, на которых размещена эта секция, а также ближайшая предыдущая и ближайшая последующая секции, Рассмотрим, например, изменение индуктивного сопротивления х и х9 пары секций б — 9 фазы В и изменение падения напряжения в точке В при вращении ротора 10 против часовой стрелки.

При указанном на фиг. 1 положении ротора 10, соответствующем угловому. положению oL= О, участок ярма между перемычками с секциями

4 — 9 — 8 находится в ненасыщенном состоянии, вследствие чего индуктивное сопротивление х 9 секции 9 максимально. При повороте ротора 10 против часовой стрелки участок ярма. между перемычками с секциями 4 - 98 начинает насыщаться, снижая индуктивное сопротивление х 9 секции 9.

При повороте ротора 10 на угол с =

= 90О насыщение участка ярма, определяющего индуктивное сопротивление секции 9, достигает максимума, так как все магнитное поле ротора 10 замыкается через этот участок. При этом индуктивное сопротивление х> секции 9 минимальное и останется таким при дальнейшем повороте ротоо ра 10 до угла о = 120 . При повороте ротора от угла о = 120 до cL =

210О происходит уменьшение намагниченности участка ярма между перемычками с секциями 4 - 9 - 8 и, как следствие, возрастание индуктивного сопротивления х 9 секции 9 до максимума. В диапазоне угла с(от

210О до 360 индуктивное сопротивление х 9 остается максимальным и постоянным. Секция б расположена х диаметрально секции 9, поэтому диаграмма изменения ее индуктивного

1060936

Составитель С.Лукачев

Редактор В. Ковтун ТехредЖ, Кастелевич Корректор O. Билак

Заказ 10024/41 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ 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 сопротивления х сдвинута по фазе на 180 относительно х>. Периодическое изменение х и х, сдвинутых по фазе на 180, вйзывает перераспределение напряжения источника 11 питания между секциями, вследствие чего осуществляется модуляция высокочастотного напряжения питания в точке В с частотой вращения ротора

10. Аналогично, но со сдвигом по фазе на 120 и 240, происходит

;изменение индуктивных сопротивлений других секций и напряжений в точках

A и С обмотки датчика. В результате, на выходе датчика.(точки A В, С:)образуется симметричная трехфазная система напряжений с периодом, равным периоду вращения ротора 10 датчика, благодаря чему имеет место однозначная зависимость между углом о поворота ротора 10 и величиной выходного напряжения в пределах

10 Таким образом, обеспечивается расширение диапазона измерения угловых перемещений ротора.