Трансформаторный датчик угловых перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет цель - повышение линейности статической характеристики преобразования и уменьшение массы подвижной части трансформаторного датчика угловых перемещений, содержащего соосно расположенные ферромагнитные полые внутренний 1 и внешний 2 цилиндры, которые соединены между собой Z-образной перемычкой 3. Обмотка 4 возбуждения и измерительная обмотка 5 свободно охватывают перемычку 3 и участок стенки внешнего цилиндра, соответственно. Поскольку перемычка 3 диаметрально соединяет верхний конец одного и нижний конец другого цилиндра, то в воздушном зазоре 7 между ними обеспечивается постоянство магнитной индукции при любом угле α поворота магнитной системы относительно обмоток 4 и 5. Изменение углового положения перемычки 3 относительно обмотки 5 нарушает равенство магнитных потоков, пересекающих ее витки, вследствие чего в ней наводится ЭДС, пропорциональная углу поворота магнитной системы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01.B 7/30

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4383588/25-28 (22) 24.02.88 (46) 23.03.90. Бюл. М 11 (71) Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства (?2) С.Ф. Амиров, А.Х. Газиев, Т.А. Газиев и Л.Х. Арипова (53) 621.317.39:531;71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1453166, кл. G Oi В 7/30, 1987. (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК УГЛОВЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет цель — повышение линейности статической характеристики преобразования и уменьшение массы подвижной части трансформаторного датчика угловых перемещений, содержащего соосно расположен„.Я0„„1551982 д1

2 ные ферромагнитные полые внутренний

1 и внешний 2 цилиндры, которые соединены между собой 2-образной перемычкой 3. Обмотка 4 возбуждения и измерительная обмотка 5 свободно охватывают перемычку. 3 и участок стенки внешнего цилиндра, соответственно. Поскольку перемычка 3 диаметрально соединяет верхний конец одного и нижний конец другого цилиндра, то в воздушном зазоре 7 между ними обеспечивается постоянство магнитной индукции при любом угле o(, поворота магнитной системы относительно обмоток 4 и 5 ° Изменение углового положения перемычки 3 относительно обмотки

5 нарушает равенство магнитных потоков, пересекающих ее витки, вследствие чего в ней наводится ЭДС, пропорциональная углу поворота магнитной системы. 3 ил .

1551982" Д

Изобретение относится к измерительной технике и мажет быть использовано для контроля угла поворота вращающихся объектов.

Цель изобретения — уменьшение нелинейности статической характеристики преобразования и массы подвижной части трансформаторного датчика угловых перемещений за счет обеспе t0 чения постоянства магнитной индукции в воздушных зазорах егомагнитной системы при различнык угловых положениях.вращающегося объекта контроля.

На фиг. 1 показан трансформаторный датчик, поперечное сечение; на фиг.2то же, вид сверху; на фиг. 3 — то же, общий вид, аксонометрия.

Датчик содержит соосно расположенные ферромагнитные внутренний 1 и внешний 2 полые цилиндры, соединенные

20 между собой Z-образной перемычкой 3, l на вертикальной части которой свободно насажена обмотка 4 возбуждения, а измерительная обмотка 5 свободно охватывает участок стенки внешнего цилиндра 2. Обмотки 4 и 5 неподвижны, а магнитная система, состоящая из цилиндров 1 и 2, жестко соединенных перемычкой 3, установлена с возможностью поворота относи30 тельно вертикальной оси этих цилиндров. Для уменьшения продольных габаритных размеров при ограничении потоков рассеяния в верхней части внутреннего цилиндра 1 выполнен вырез 6. 35

Обмотка 4 возбужде-ня питается напряжением переменного тока. Между ци-. линдрами 1 и 2 магнитной системы имеется кольцевой воздушный зазор 7, через который замыкается магнитный поток, создаваемый обмоткой 4 возбуждения. Благодаря тому, что диаметрально противоположные выступы Z-образной ферромагнитной перемычки соединяют противолежащие участки торцовых поверхностей обоих цилиндров

1 и 2, а толщина Ьц наружного цилиндра выбрана из условия

Ь = Ь

1 в Slur фН где Ь r — толщина и радиус внут8н &И реннего цилиндра, — радиус наружного цнМ линдра, магнитный поток возбуждения равномерно распределяется по всей площади кольцевого воздушного зазора 7, обеспечивая постоянство магнитной индукции в нем при любом угловом положении М,магнитной системы датчика и связываемого с нею объекта контI роля, закрепленного на той же оси вращения . ф

Трансформаторный датчик угловых перемещений работает следующим образом.

В нулевом положении датчика магнитный поток, создаваемый обмоткой 4 возбуждения, проходит по горизонтальной части одного конца Z-образной перемычки 3, попадает во внешний цилиндр 2 и по этому цилиндру расходится в противоположные стороны, с двух разных сторон проходя через ,кольцевой воздушный зазор 7 и пересекая витки измерительной обмотки 5.

При этом по всей площади зазора 7 устанавливается магнитная индукция с высокой степенью однородности. В ну» левом положении, когда измерительная обмотка 5 совпадает с выступом

Z-образной перемычки 3, обе составляющие потока возбуждения равны по величине, но противоположны по направлению, в результате чего выходное напряжение в измерительной обмотке 5 равно нулю. Поворот магнитной системы относительно обмоток 4 и 5 в любую от нулевого положения сторону нарушает равенство магнитных потоков, пересекающих витки обмотки 5, вследствие чего в ней наводится результирующая ЭДС, пропорциональная углу поворота и соответствующая разности обоих магнитных потоков.

В связи с тем, что индукция в рабочем зазоре 7 постоянна, а магнитный поток в полых цилиндрах 1 и 2 изменяется линейно в функции угла < поворота магнитной системы, в рабочем диапазоне угловых перемещений обеспечивается линейность статической характеристики преобразования датчика. Уменьшение его веса достигается исключением из конструкции днища внутреннего цилиндра.

Датчик можно использовать, например, для автоматического управления технологическим процессом стационарного электромеханизированного пункта по очистке хлопка, при управлении траектории системы "тандем" или при автоматической равномерной подаче сырья по лентотранспортеру.

1551982

Формула изобретения

Ь Ь

9 re гце ЬВи гьи — соответственно толщина и радиус внутреннего цилиндра; — радиус наружного цилиндра.

Фиг l фиг. 2

Составитель С. Скрыпник

Техред Л. Сердюкова

Редактор Л. Зайцева

Корректор И. Муска

Заказ 321 Тираж 501 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

Трансформаторный датчик угловых перемещений, содержащий установленные

5 коаксиально с возможностью вращения два полых ферромагнитных цилиндра, жестко соединяющую их ферромагнитную ,перемычку, свободно охватывающую эту перемычку неподвижную обмотку возбуж- 10 дения и неподвижную сосредоточенную обмотку возбуждения, свободно охватывающую участок стенки наружного цилиндра, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейности статической характеристики преобразования и массы подвижной части датчика, ферромагнитная перемычка выполнена Z-образной, один ее конец прикреплен к торцу одного цилиндра, а другой — к противоположному торцу второго цилиндра, а толщина Ъ„ наружного цилиндра выбрана иэ условия