Индуктивный преобразователь перемещений в код

 

ИНДУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, содержащий магнитопровод , ферромагнитный зубчатый сердечник, соединенный с магнитопроводом , первый магнитопроводный якорь, расположенный внутри магнитопроврда , обмотку возбуждения, выходные обмотки, ра сположенные на ферромагнитном зубчатом сердечнике, о тл и чающий с я тем, что, с целью повьпиения помехоустойчивости преобразователя, в него введены второй магнитопроводящий якорь, ферромагнитные перемычки, электропроводное кольцо, электропроводные пере .мычки, электропроводные стержни, магнитопровод выполнен в виде стакана с продольными прорезями, по оси которого расположен ферромагнит-ный зубчатый стержень, соединенный с основанием магнитопровода, обмотка возбуждения расположена на ферромагнитном зубчатом стержне у основания магнитопровода, первый магнитопроводящий якорь соединен ферромагнитными перемычками через прорези в магнитопроводе со вторым магнитопроводным якорем, расположенным сна (О ружи магнитопровода, электропроводное кольцо, расположенное на внешней С боковой стороне первого магнитопроводиого якоря, соединено через электропроводные стержни с электропроводными перемычками, расположенными на внешней боковой стороне в то-; рого магнитопроводного якоря. О5 о СП О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС1.ИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) Н 03 М 1 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPQHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3669067/24-24 (22) 05. 12. 83 (46) 07.06.85. Бюл. N - 21 (72) А. И. Никонов, С. С. Байгускарова, В.Я. Гофин, В.В.Завадский и В.N.Ëåòó÷èõ (53) 681. 3.25 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 458848, кл. G 08 С 9/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

- 664187, кл. С 08 С 9/04, 1978 (прототип). (54) (57) ИНДУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИИ В КОД, содержащий магнитопровод, ферромагнитный зубчатый сердечник, соединенный с магнитопроводом, первый магнитопроводный якорь, расположенный внутри магнитопровода, обмотку возбуждения, выходные обмотки, расположенные на ферромагнитном зубчатом сердечнике, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости преобразователя, в него введены

„„Я0„„1160567 A второй магнитопроводящий якорь, ферромагнитные перемычки, электропро. водное кольцо, электропроводные пере.мычки, электропроводные стержни, магнитопровод выполнен в виде стакана с продольными прорезями, по оси которого расположен ферромагнитный зубчатый стержень, соединенный с основанием магнитопровода, обмотка возбуждения расположена на ферромагнитном зубчатом стержне у основания магнитопровода, первый магнитопроводящий якорь соединен ферромагнитными перемычками через прорези в магнитопроводе со BTopbIM магнитопроводиым якорем, расположенным снаружи магнитопровода, электропроводное кольцо, расположенное на внешней боковой стороне первого магнитопроводного якоря, соединено через электропроводные стержни с электро- проводными перемычками, расположенными на внешней боковой стороне вто-: рого магнитопроводного якоря.

1 11 605

Изобретение относится к электро- магнитным элементам систем измерения и может быть использовано в системах управления подвижными объектами и в устройствах фиксации их положений ф

Известен индуктивный преобразователь перемещений в код, содержащий

П-образный магнитопровод с продольными стержнями и зубчатым ферромаг- 1О нитным сердечником, причем на основании магнитонровода расположены входная и выходная обмотки Щ .

Однако преобразователь характеризуется низким уровнем выходных сигна- 15 лов, что обусловлено наличием значительных потоков рассеивания, прохо,— лящих через неподвижные зубцы и не участвующих в образовании рабочих перепадов потока, воздействующего щ на выходную обмотку, а также малостью магнитной проводимости зазора между якорем и магнитопроводом. Это требует значительного усиления выходных сигналов с помощью соответствующих 25 электронных средств (усилителей) .

Для формирования информации о положениях подвижной части необходимы счетное устройство и дешифратор с соответствующими источниками питания. ЗО

Таким образом, недостатками данного устройства являются низкий уровень выходных сигналов, большое потребление энергии невысокая помехоустойчивость. Последняя оказывается до35 полнительно уменьшенной во время работы счетного устройства из-за сбоев счетчика.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является индук- 411 тивный преобразователь перемещений в код, содержащий магнитопровод, ферромагнитный зубчатый сердечник, соединенный с магнитопроводом, магнитопроводный якорь, расположенный 45 внутри магнитопровода, обмотку воз— буждения, входные обмотки, расположенные на ферромагнитном зубчатом сердечнике, причем обмоткавозбуждения расположена намагнитопроводе (2I . 50

Недостатками известного преобразователя являются низкие уровни выходных сигналов и помехоустойчивость из-за малой магнитной проводимости на участке нахождения якоря, больших потоков рассеяния .и повышенного уровня остаточного напряжения в обмотках; увеличенные ràáàðèòû

67 2

3 и потребление энергии, обусловленные наличием блоков сравнения, шифрато— ра и источников электропитания к ним.

Кроме того, как и в предыдущем устройстве случайные силовые воздействия на подвижную часть, реально существующие в промышленной .эксплуатации, приводят якорь в соприкосновение с выходной обмоткой, которая в результате повреждается, и преобразователь может выйти из строя.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивостипреобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в индуктивный преобразователь перемещений в код, содержащий магнитопровод, ферромагнитный зубчатый сердечник, соединенный с магнитопроводом, первый магнитопроводный якорь, расположенный внутри магнитопровода, обмотку возбуждения, выходные обмотки, расположенные на ферромагнитном зубчатом сердечнике, введены второй магнитопроводной якорь, ферромагнитные перемычки, электропроводное кольцо, электропроводные стержни, магнитопровод выполнен в виде стака— на с продольными прорезями, по оси которого расположен ферромагнитный .зубчатый стержень, соединенный с основанием магнитопровода, обмотка возбуждения расположена на ферромагнитном .зубчатом стержне у основания магнитопровода, первый магнитопроводный якорь соединен ферромагнитными перемычками через прорези в магнитопроводе .со вторым, расположенным снаружи магнитопровода, магнитопроводным якорем,.электропроводное кольцо, расположенное на внешней боковой стороне первого магнитопроводного якоря, соединено через электропроводные стержни с электропроводными перемычками, расположенными на внешней боковой стороне второго магнитопроводного якоря.

На фиг. 1 схематично показана кон— струкция преобразователя; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1.

Индуктивный преобразователь перемещений в код содержит магнитопровод 1, выполненный в виде стакана с продольными прорезями 2, число которых для определенности принято равным трем. У основания магннтопровода 1 расположена обмотка 3 возбужцения. В центральной части внутренней

1160567 полости магнито провода 1 расположен фер рома гнитный з убча тый се рде чн ик 4 с зубцами 5, между которыми расположены выходные обмотки 6 — 9 (их число для определенности взято равным четырем). В зазоре между ферромагнитными сердечником 4 и магнитопроводом 1 .расположен магнитопронодный якорь 10, который посредством магнитопроводных перемычек 11 скреплен с магнитопро- 10 водным якорем 12, соединенным с конт— ролируемым подвижным объектом (на чертеже не показан). Электропронодные перемычки 13 и 14 соединены с электропроводным кольцом 15 с помощью 15 электропроводных стержней 16, магнитопроводный якорь 10 жестко скреплен с электропронодным кольцом 15, магнитопроводные перемычки 11 — с электропроводными стержнями 16. . 2б

Индуктивный преобразонатель перемещений в код работает следующим образом.

Через Х обозначена ось перемещений подвижной части. устройства, состоящей из скрепленных между собой магнитопроводных якорей 10 и 12, магнитопроводной перемычки 11 и электропроводных перемычек 13 и 14, кольцо 15 и стержней 16; Перемещения б подвижной части в направлении, указанном стрелкой, оставляют незащищенными от прохождения переменного магнитного потока, созданного входной обмоткой 3, такое число выходных 35 обмоток 6 — 9 на ферромагнитном сердечнике 4, которое пропорционально координате х,. Комбинация сигналов высокого и низкого уровней (т.е. уровней логической "1" и логического "0")40 на выходах выходных обмоток 6 — 9 преобразуют выходной код преобразователя.

Так, в положении магнитопроводного якоря 10, показанном на фиг. 1, магнитный поток входной обмотки 3 замы- 45 кается по магнитопроводу 1, магнитопроводной перемычке 11,магнитопроводным якорем 10 и 12, а также по зубцу ферромагнитного сердечника 4, распоженному между выходными обмотками 8 Я и 9, и, наконец, по ферромагнитному сердечнику 4. Сигналы высокого уровня снимаются при этом с трех выходных обмоток 6 — 8, т.е. преобразователь выдает код 1110 координаты подвижной M части.

В изображненном на фиг. 1 положе. нии магнитопроводного якоря 10 в обмотке 9 выходной сигнал высокого уровня не наводится, йоскольку электропроводное кольцо 15 экранирует ограничиваемую его положением часть ферромагнитного сердечника 4 с обмоткой 9 (х)х ), а магнитопровод 1 экранируется двумя короткозамкнутыми витками, образованными частями электропронодного кольца 15 (левой и нижней по фиг. 2), электропроводными стержнями 16., а также электропроводными перемычками 13 и 14.

Магнитопровод 1 экранирован лишь частично (Фиг. 2). Так кяк число устанавливаемых на попвижнчо часть съемных электропноволных перемычек 13 и 14 огределяет число поднижных короткозамкнутых витков, или степень экранирования магнитопронода 1, то изменение этого числа позволяет регулировать уровни сигналов в выходных обмотках 6 — 9 преобразователя.

Экраниронание ветвей магнитонровода 1 и ферромагнитного стержня 4, а также введение электропроводных стержней 16, электропроводных перемычек 11, размещенных н прорезях, и магнитопроводного якоря 12 позволяет в несколько раз снизить уровень сигналов, наводимых (при тех же, что у известных устройств параметрах сети электропитания преобразователя) в выходных обмотках 6 — 9, расположенных за электропроводным кольцом 15.

Это значит, что в. обмотках 6 — 9, защищенных от воздействия магнитного потока короткозамкнутыми витками и электропроводным кольцом 15, в несколько раз увеличивается рабочая проводимость магнитной цепи за счет увеличения площади зазора .между магнитопроводом 1, магнитопроводным якорем 12 и магнитопронодными перемычками 11. Осуществление регулировки уровня сигналов выходных обмоток 6—

9, позволяет уменьшить погрешность. преобразования от. образца к образцу в серии преобразователей, а также изменение уровня выходных сигналов в процессе эксплуатации из-за воздействия дестабилизирующих факторов и старения.

Экономический эффект от применения изобретения обусловлен технологическими преимуществами устройства.

1160567

ВНИИПИ Заказ 3842/54 Тираж 872 Подписное

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