Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - повышение помехоустойчивости двухкоординатного преобразователя угловых перемещений. В полости диэлектрического корпуса 1 преобразователя размещен электропроводный шарообразный элемент 2, связанный через рукоятку 3 с объектом контроля. В средней части шарообразного элемента 2 выполнен участок 5 сферической поверхности, центр которой смещен относительно центра элемента 2 и совпадает с центром диэлектрической накладки 4, размещенной на поверхности шарообразного элемента 2 и имеющей вид сегмента сферы с тем же радиусом. При угловом перемещении объекта контроля, приводящем к вращению элемента 2, на его поверхности возникают вихревые токи, наводимые катушками 8,9 и 10,11 индуктивности, которые питаются напряжением высокой частоты и размещены в корпусе симметрично относительно участка 5 подвижного элемента 2. При угловых перемещениях Α и Β, превышающих ширину участка 5, изменяются зазоры между поверхностью элемента 2 и катушками индуктивности, вследствие чего на выходе преобразователя появляются сигналы, величина которых пропорциональна угловому перемещению объекта по двум координатам Α и Β, а знак соответствует направлению перемещения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (50 4 С 01 В 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4184612/25-28 .(22) 23.01.87 (46) 15.04.89. Бюл,. Ф 14 (7 1) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П. Королева (72) Н.Е. Конюхов, Ю.А. Янышев, I0.Ñ. Дмитриев, В.Н. Буров, В.П. Школин и А.Н. Петров (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1379608, кл. С 01 В 7/30, 1986. (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение помехоустойчивости двухко ордннатного преобразователя угловых перемещений. В полости диэлектричес кого корпуса 1 преобразователя размещен электроприводный шарообразный элемент 2, связанный через рукоятку

3 с объектом контроля. В средней части шарообразного элемента 2 выполнен участок 5 сферической поверхности, центр которой смещен относительно центра элемента 2 и совпадает с центром диэлектрической накладки 4, размещенной на поверхности шарообразного элемента 2 и имеющей вид сегмента сферы с тем же радиусом. При угловом перемещении объекта контроля, приводящем к вращению элемента 2, н его поверхности возникают вихревые токи, наводимые катушками 8, 9 и 10

11 индуктивности, которые питаются напряжением высокой частоты и pasMeщены в корпусе симметрично относительно участка 5 подвижного элемента 2.

При угловых перемещениях ес и Р, превышающих .ширину участка 5, изменяются зазоры между поверхностью элемента

2 и катушками индуктивности, вследствие чего на выходе преобразователя появляются сигналы, величина которых пропорциональна угловому перемещению объекта по двум координатам Ы и Р, а знак соответствует направлению перемещения. 2 ил.

1472753

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения двухкоординатных перемещений подвижных объектов в системах управления.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости двухкоординатного преобразователя угловых перемещений путем уменьшения влияния, вибраций за счет создания зоны нечувствительности преобразователя.

На фиг. 1 схематично представлен преобразователь, общий вид, продольное сечение; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1.

Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений содержит разъемный диэлектрический корпус 1 с полостью в нем. В этой полости разме- 2ц щен электропроводный шарообразный элемент 2, в котором на резьбе установлена рукоятка 3, предназначенная для связи с объектом контроля (не показан). На поверхности шарообразно- 25 го электропроводного элемента 2 размещена диэлектрическая накладка 4, выполненная в виде сегмента сферы того же радиуса R, что и шарообраз.ный элемент 2, центр которой смещен относительно центра электропроводного элемента .на величину а. Величина смещения а обеспечивает заданную функциональную зависимость выходного сигнала преобразователя от угла поворота шарообразного элемента 2 и опре35 деляется экспериментально.

В средней части электропроводного шарообразного элемента вь|полнен участок 5 сферической поверхности, центр которой совпадает с центром сферы диэлектрической накладки 4, а радиус

r меньше ее радиуса. Величина г опредажаетси выражением r = - йа — а, что обеспечивает равные величины сту- 5 пенек б и 7, благодаря чему достигается симметричность выходной характеристики преобразователя. В диэлектрическом корпусе 1 размещен вихретоковый датчик зазоров, выполненный в виде четырех идентичных катушек

8-11 индуктивности, установленных н на равных расстояних от поверхности шарообразного элемента 2 в диаметрально противоположных плоскостях. Катушки 8 и 9, 10 и 11 соединены попар- . 5 но дифференциально и размещены сим- метрично, а их плоскость перпендикулярна поперечной плоскости симметрии участка 5 элемента 2 в исходном положении преобразователя. Ширина участка 5 выбирается из условия получения требуемой величины зоны нечувствительности преобразователя и состав1 ляет не менее трех радиусов одной катушки индуктивности, что исключает влияние "краевого эффекта" в начальном положении преобразователя. Диэлектрическая накладка 4 обеспечивает постоянный зазор между катушками индуктивности и участком 5 шарообразного элемента 2, Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений работает следующим образом.

В его исходном положении, когда рукоятка 3 занимает вертикальное положение, плоскость катушек 8-11 индуктивности параллельна поверхности участка 5 шарообразного электропроводного элемента 2. При подаче на катушки 8-11 напряжения питания высокой частоты вихревые токи, возникающие на участке 5 поверхности шарообразного электропроводного элемента 2, равны, поскольку зазоры между катушками индуктивности и участком 5 этого элемента одинаковы, Б результате сигналы на выходе преобразователя по обеим координатам (на обеих парах ка- тушек индуктивности датчика зазоров) равны нулю. При изменении углового положения рукоятки 3 (отклонение ее на угол eL или P ) в соответствующих зонах поверхности шарообразного электропроводного элемента 2 возникают различные по величине вихревые токи вследствие изменения.зазоров между этой поверхностью и катушками индуктивности. Поэтому на парах катушек

8, 9 и 10, 11 индуктивности датчика зазоров сигналы изменяются в зависимости от изменения зазоров. Вследст.— вие этого на выходе преобразователя появляются сигналы, величина которых пропорциональна угловому перемещению. объекта контроля по координатам р или f5 а знак соответствует направлению углового перемещения. Наличие участка 5 заданной ширины на электропроводном элементе 2 создает зону нечувствительности в выходной характеристике преобразователя, благодаря чему случайные вибрационные помехи, приводящие к колебаниям углового положения элемента 2 по координатам ф и Р в зоне этого участка, 1472753 практически не оказывают влияния на результаты измерения, поскольку зазоны между поверхностью участка 5 элемента 2 и катушками индуктивности остаются неизменными гфи угловых перемещениях объекта в пределах данной зоны нечувствительности.

Благодаря выбору соответствующей величины радиуса r участка 5 в соответствии с указанным математическим выражением, обеспечиваются равные величины ступенек 6 .и 7 между участком

5 и краевыми участками элемента 2, что обеспечивает симметричность выходной характеристики преобразователя при изменении угловых перемещений за пределами зоны нечувствительности.

Формула изобретения

Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений, содержащий разь- 25 емный диэлектрический корпус, разме1 щенный в нем электропроводный шарообразный элемент с рукояткой для связи с объектом, размещенную на поверхности шарообразного элемента диэлектрическую накладку в виде сегмента сферы того же радиуса R, что и у шарообразного элемента, центр которой смещен на величину а относительно центра этого элемента, и вихретоковый датчик зазоров, выполненный в ви-: де четырех идентичных катушек индуктивности, установленных попарно диаметрально противоположно в диэлектрическом корпусе на равных расстояних от поверхности шарообразного элемен" та, отличающийся тем, что что, с целью повышения помехоустойчивости путем уменьшения влияния вибраций, в средней части шарообразного элемента выполнен участок сферической поверхности, центр которой совпадает с центром сферы диэлектрической накладки, радиус к равен Нв -а2,. а ширина — не менее трех радиусов катушки индуктивности.

1472753

Фиг.2

Составитель Т. Бычкова

Редактор T. Лазоренко . Техред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Заказ 1699/40

Тираж 683

Подписное

ВНИИПИ Государственного-комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101