Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение надежности и упрощение конструкции преобразователя, который содержит полый разъемный диэлектрический корпус 1 с размещенным в нем сферическим шарниром 2 с жестким стержнем 3 для связи с объектом контроля. Сферический шарнир 2 выполнен в виде электропроводящего усеченного шарообразного элемента 5 с радиусом R и сегментного диэлектрического участка 6 второго шарообразного элемента того же радиуса, примыкающего к первому своим плоским срезом. Центры обоих шарообразных элементов совпадают с центром сферической полости корпуса 1. При изменении углового положения объекта контроля изменяется площадь электропроводящей поверхности элемента 5 и зазор под парами катушек 7 индуктивности вихретокового датчика зазоров, питаемого напряжением высокой частоты и размещенного в корпусе 1. Выполнение участка 6 из диэлектрика с определенной высотой H позволяет создать требуемую зону нечувствительности преобразователя, что повышает надежность его работы в условиях вибраций. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 01 В 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4368261/25-28 (22) 26Ä01.88 (46) 30.08.89. Бюл. М - 32 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) Н,Е.Конюхов, Ю,С.Дмитриев, В.H.Áóðoâ и В.M.Áóðäèí (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1379608, кл. G 01 В 7/30, 1986. ( (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение надежности и упрощение конструкции преобразователя, который содержит полый разъемный диэлектрический корпус 1 с размещенным в нем сферическим шарниром 2 с жестким стержнем 3 для связи с объектом контроля. Сферический шарнир 2 вы„„SU„„1504494 А 1

2 полнен в виде электропроводяшего усеченного шарообразного элемента

5 с радиусом R и сегментного диэлектрического участка 6 второго шарообразного элемента того же радиуса, примыкающего к первому своим плоским срезом. Пентры обоих шарообразных элементов совпадают с центром сферической полости корпуса 1.

При изменении углового положения объекта контроля изменяется площадь электропроводящей поверхности элемента 5 и зазор под парами катушек

7 индуктивности вихретокового датчика зазоров, питаемого напряжением высокой частоты и размещенного в кор пусе 1. Выполнение участка 6 из диэлектрика с определенной высотой

Н позволяет создать требуемую зону нечувствительности преобразователя, что повышает надежность его работы в условиях вибраций. 1 ил.

1504494

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для двухкоординатных измерений угловых перемещений в различных

5 системах управления и в машиностроении.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования преобразователя двухкоординатных угловых перемещений в условиях вибраций, а также упрощение его конструкции за счет выполнения шарообразных элементов сферического шарнира с плоскими контактирующими IIQBepxHoc- 15 тями.

На чертеже схематично изображена конструкция двухкоординатного преобРазователя.

Двухкоординатный преобразователь 2р угловых перемещений содержит разъемный диэлектрический корпус 1 со сферической полостью в нем и секторным вырезом. В полости корпуса 1 размещен сферический шарнир 2 с жестким 25 стержнем 3 выполняющим роль звена связи шарнира 2 с контролируемым объектом. Стержень 3 имеет возможность перемещаться в секторном вырезе корпуса 1 и закреплен в нем с 30 помощью конусообразной пружины 4.

Сферический шарнир 2 выполнен в виде электропроводящего усеченного шарообразного элемента 5 с радиусом

R и сегмента диэлектрического участка 6 второго шарообразного элемента того же радиуса R примыкающего к первому элементу 5 своим плоским срезом. Оба шарообразных элемента выполнены с плоскими контактирующи- 40 ми поверхностями так, чтобы центры их сферических поверхностей совпадали с центром сферической полости корпуса 1. В корпусе 1 преобразователя размещены катушки 7 индуктивно- 45 сти вихретокового датчика зазоров, имеющие радиус К и соединенные с электронным блоком 8. Катушки 7 индуктивности установлены диаметрально, попарно противоположно и симметрично о гносительно центра полости корпуса 1, а плоскости этих катушек перпендикулярны плоскости поперечной симметрии сферического шарнира 2.

Высота Н диэлектрического участка второго шарообразного элемента 6 сферического шарнира 2 в его диаметральной плоскости должна удовлетворять математическому выражению:

К»

Н Rfl — ein((g + arcsin - )1, где )p — заданный угловой размер чо эоны нечувствительности преобразователя по угловому перемещению звена связи с управляющим объектом.

Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений работает следующим образом.

На вихретоковый датчик зазора подается напряжение высокой частоты.

В исходном состоянии сферический шарнир 2 занимает такое положение, при котором стержень 3 перпендикулярен плоскости поперечной симметрии шарнира 2. При этом зазоры между поверхностью шарообразного элемента 5 и всеми катушками индуктивности одинаковы, вследствие чего магнитные поля вихревых токов, протекающих по его поверхности, наводят в катушках одинаковые сигналы. Поэтому на выходе электронного блока 8 вихретокового измерителя зазоров получают нулевые напряжения U = 0 и

U>= 0.

Близкие к нулю напряжения будут в некотором диапазоне - „ угловых перемещений стержня 3, связанного с объектом контроля. Этот диапазон соответствует требуемой (из условий вибрации) зоне нечувствительности преобразователя, задаваемой высотой Н циэлектрического участка 6 второго шарообразного элемента. При достаточно больших угловых перемещениях стержня 3 /g > (, и p 11 „ / диаметрально противоположные катушки

7 индуктивности будут находиться в различных условиях, поскольку на одну из них будет влиять край диэлектрического участка 6, Это обуславливает различные по величине сигналы на этих катушках, вследствие чего на выходах электронного блока 8 появляются отличные от нуля напряжения U* и U p соответствующие ве-. личинам углового перемещения о(и j5 объекта во взаимно перпендикулярных плоскостях. Величины напряжений U и Up пропорциональны величине перемещения объекта контроля по соответствующей угловой координате, а знак этих напряжений определяет направление этого перемещения.

Благодаря выполнению сферического шарнира в виде шара из двух элементов с плоскими контактирующими по494 са звено связи шарнира г кс>втролируемым объектом, выполненное в виде жесткого стержня, и вихретоковый дат— чик зазоров. выполненный в ниде элек— тронного блока и подключенных к нему четырех идентичных катушек инФормула изобретения

Составитель Т. Бычкова

Техред M,Моргентал Корректор М. Шароши

Редактор А. Долинич

Заказ 5240/41 Тиоаж 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", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

1504 верхностями и с центром, совпадающим с центром полости корпуса, обеспечивается простота и технологичность конструкции преобразователя, а благодаря возможности создания требуемой зоны нечувствительности преобразователя повышается надежность его работы в условиях вибрационных помех.

Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений, содержащий разъемный диэлектрический корпус со сферической полостью в нем и секторным вырезом, размещенный в полости корпуса сферический шарнир, выполненный в виде примыкающих один к другому электропроводящего усеченного шарообразного элемента и сегментного диэлектрического участка второго шарообразного элемента того же радиуса, размещенное в секторном вырезе корпудуктивности, установленных попарно диаметрально противоположно в диэлектрическом корпусе симметрично относительно центра его полости, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности функционирования в условиях вибраций, контактирующие поверхности усеченного шарообразного элемента и сегментного диэлектрического участка выполнены плоскими, центры их сферических поверхностей совпадают с центром сферической полости корпуса, а жесткий стержень звена связи подпружинен в сек торном вырезе корпуса с помощью конусообразной пружины, 25