Датчик угловых перемещений
Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности индуктивного датчика угловых перемещений Последний содержит электропроводные статор 2 и ротор 3, имеющие в своих цилиндрических стенках окна 4 и 5 соответственно с угловым размером 180° площадь взаимного перекрытия которых изменяется при вращении ротора Это приводит к изменению индуктивности обмотки 6 датчика, размещенной на каркасе, который прикреплен к внешней поверхности статора Снаружи статора 2 размещень- o.i «i ально с ним два эпектропроводны тот о 9 и 10 с окнами имеющими угловой размер 180° Один из стаканов 9 жестко скре: лен со статором так что окна 4 и 11 в них Ьылч расположены одно напротив другого Вто рой стакан 10 жестко соединен с ротором 3 причем окно 12 в нем расположено напро тив окна 5 в роторе Имеются еще два фер ромагнитных стакана 1 и 8 один из которь размещен внутри ротора а другой снару жи статора Эти стаканы жестко скретень с ротором и вращаются вместе с ним обес печивая увеличение максимального чно е НИЯ ИНДУКТИВНОСТИ ОбмОТКИ 6 Датчика КОГ Д1 окно 4 статора совпадает с окном 5 ротсра вследствие чего полувитки обмотки б Р б ласти окна полностью перекрыты фрррома нитными стаканами Элечтоопровидны стаканы 9 и 10 уменьшают минимально значение индуктивности обмотки 6 KOTO(JO му соответствует пол юе перекрытие окно в статоре электроводными участками рото ра 2 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 7/30
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4706288/28 (22) 19.06,89 (46) 30.05,91. Бюл. М 20 (71) Куйбышевский филиал Всесоюзного института машиностроения им. А,А.Благонравова (72) K.Ä.Ñîñíÿêoâ и Ю.Н.Секисов (53) 621.317.39:531.71 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1315791, кл, 6 01 В 7/30, 1985. (54) ДАТЧИК УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности индуктивного датчика угловых перемещений. Последний содержит электропроводные статор 2 и ротор 3, имеющие в своих цилиндрических стенках окна 4 и 5 соответственно с угловым размером 1800, площадь взаимного перекрытия которых изменяется при вращении ротора. Это приводит к изменению индуктивности обмотки 6 датчика, размещенной на каркасе, который прикреплен к внешней поверхности статоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля угловых перемещений вращающихся обьектов, Целью изобретения является повышеwe точности измерения угловых перемещений за счет увеличения чувствительности, датчика.
На фиг, 1 схематично представлен индуктивный датчик угловых перемещений, „„5 „„1652808 А1 ра. Снаружи статора 2 размещены коаксиально с ним два электропроводных стакана ..9 и 10 с окнами, имеющими угловой размер
180 . Один иэ стаканов 9 жестко скреплен со статором так, что окна 4 и 11 в них были расположены одно напротив другого. Второй стакан 10 жестко соединен с ротором 3, причем окно 12 в нем расположено напротив окна 5 в роторе. Имеются еще два ферромагнитных стакана 1 и 8, один иэ которых размещен внутри ротора, а другой — снаружи статора. Эти стаканы жестко скреплены с ротором и вращаются вместе с ним, обеспечивая увеличение максимального значения индуктивности обмотки 6 датчика, когда окно 4 статора совпадает с окном 5 ротора, вследствие чего полувитки обмотки 6 в области окна полностью перекрыты ферромагнитными стаканами. Электропроводныс стаканы 9 и 10 уменьшают минимальное значение индуктивности обмотки 6, которому соответствует полное перекрытие окна 4 в статоре электроводными участками ротора, 2 ил. продольное сечение; на фиг, 2 — сечение А-А на фиг. 1.
Датчик угловых перемещений содержит внешний ферромагнитный стакан 1, внутри которого расположены коаксиально стаканообраэные статор 2 и ротор 3, выполненные иэ немагнитного металла с высокой электропроводностью. Статор 2 и ротор 3 имеют в своих цилиндрических стенках окна
4 и 5 с угловым размером 180, На внешней поверхности статора 2 размещена обмотка
1652808 Ц) «!
| б датчика, выполненная в Виде катуш)<и инд1/KTMBHQGTM, размещенной на цилиндои !е
cK0!" Диэлектрическом каркасе (, Внутри ротора 3 закреплен коаксиаль— но !"„HMIv) ферром!агi- GATI-f öè г 3кан 8 С!-, :: !) ()KYi Обмотки б располож8HB! KOBi CYi» !BII(i отделенные один от другого 3:заро..;,,:.;:::, стакана 9 и 10, выполнен;-и=;. i3 Злектроп:,.:
ВОднОГО нема! Ни НОГО ма18риала и имекэ" шие В своих цилиндрически" с енках окна
11, 1t2 с угловым размером 180, 68 ферроМаг;-:.YiTH8!y Стакана,, 8 И 3)!8KTpo;) jgQBO q,-Ih! i стакан 10 жестко скре-;лены между собой N с роторам;: закг)егка".-.и j3 так, чтобы ок; а
5. 12 былM расположены ДГ); HBf) IQQTMB друга, Другой электрог)роваднь!й ст кан 9 )кес—
TKD СОЕДИНЕН С ЗГ)8!(ТРОП РОБОДНЫМ 01 BT(iPG) <, лдпками ) TB, li (Iñ-,i! Of I 1 ) лагались одно проти= др,,га: О, Датчик угловы)<" пе емеще,-)ий):,аботаеиг следук)щим Образом.
В исходном г.оложе, -, и),);-;от(.. -. :3 и пр:..)<,—:эпленных к нему стака:OB 1, ..3. 1!0 окно -": .-".,òoðà 2 по)наст!-!О 1 г)-! p0TQDB 3 мож8 Оь! ь принято за начало Отсчета, так как величина индуктивно!ст>л о.м От к N 6 м и н >и м а л ь н а В с л 8,Г1:; в 3:) 8 Ма (СИМа ibHOf G ВЛИЯНИЯ 3I)8KTPc>!1PGBQI! Ш;.:); МЕ-;аЛЛ))ЧЕСКИХ УЧа тКОВ Та-Ооа «< ППТОра 3 N BBIcof<03 1ектроп роводнь!х с1 В!:! (".:< ;;, 1 0. П р и у Гл о Б 0 м и 8 р е м е ((!.8 н и и <О p f) «1 р 3 3 I у ! и с ВканОВ !, dl !О Б!н !г! ;ри GI)"iio !1(:.! 6 OBi i!: .I ..Отся област-л, Н8 перекрь)1ь:е электро)np.. BoBHым Y. час)ями TB-)-ора =);,; o«-,-го„-)з 3, cf iB?3у ) <и Обмо".,<и б )!1ОЯВля)отся Об"!Вс Ги, пеоекрыть,е элек-:.pgf1poIBopными -)астя! 1и Вь)сокоэле)()ропроводных стаканов 9, 10. олагодаоя H)8F4$ индуктивность GQMQTKM б увеличивается пропорц!Аонально углу г)ОБОрога ротора 3, достигая при 8IQ угловом перемещении СКЛВДЬ)ваСТСЯ ИЗ ИНДУКТИВНОСТИ (I l!OT!yBM! Tков обмотки, расположенных на сплошной поверхност!и статора, и индуктивности L2 полувитков, расположеннь)х в Области окна 4. в статоре. П ри! углоВОм перем)еш)внии роТорВ 3 ";18ня8тся лишь Величина индуктивнОсти .2 10 i5 "./ 0 5 30 ! - ) полувитков, расположенных в области окна 4 статора, в то время как величина индуктивности L1 не изменяется при вращении ротора. Однако благодаря влиянию электропроводного стакана 9 с окном 11, экранирующего соответствующие участки полувитков этой обмотки с внешней стороны, происходит уменьшение L1, что приводит к увеличению относительной чувствительности датчика, Второй ферромагнитный стакан 8 и высокоэлектропроводный стакан 10, жестко соединенные с ротором, влияют на изменение индуктивности L2 полувитков обмотки 6. Поскольку при вращении ротора 3 происходит синхронное перекрытие окон снаружи и внутри обмотки 6 индуктивности, то f1pM <р= 0 за счет экранирующего влияния электропроводящих участков стакана 10 на величину L2 уменьшается общая величина индуктивности обмотки 6. Соответственно при Ц = 180 за счет влияния ферромагнитного стакана 8 на величину L2 увеличивается общая величина индуктивности обмотки б. Очевидно, что благодаря уменьшению минимума и увеличению максимума индуктивности обмотки 6 происходит увеличение чувствительности датчика, а следовательно, и точности измерения им угловых переме))!ен ий. Механическое соединение ферромагнитного стакана 1 с электропроводным стаканом 10 обеспечило уменьшение зазора между ними и обмоткой б, что также повышает чувствительность датчика. При этом стакан 1 выполняет две функции, экранируя обмотку б от внешних электромагнитных помех и являясь частью ротора датчика. Формула изобретения Датчик у ловых перемещений, содержащий стакан, выполненный из ферромагнитного -. атериала, размещенные в нем коаксиально статор и ротор, выполненные также в виде стаканов из электропроводного не:иагнитного материала и имеющие в своих с Генках Окна с угловым размером 180, pacno,îæåHíû8 с возможностью изменения площади их взаимного перекрытия, установленный на внешней поверхности статора диэлектрический каркас и размещенную на нем катушку индуктивности, 0 т л и ч а Io шийся тем, что, с целью повышения точности за счет увеличения чувствительности, он снабжен вторым стака IG!M, вы пол нен н ым из ферромагнитного материала, размещенным внутри ротора и жестко соединенным с ним, и двумя коаксиально размещенными снаружи катушки стаканами, выполненными из электропро1652808 io ! Составитель С. Скрыпник Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Редактор Е. Копча Заказ 1765 Тираж 393 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 водного немагнитного материала и имеющими в своих стенках окна с угловым размером 780, один из которых жестко соединен со статором так, что окна в них расположены одно напротив другого, а другой жестко соеr lh2& 225I 12 М Фиг. 1 динен с ротором, к которому прикреплен также и первый ферромагнитный стакан, причем окна в роторе и во втором злектропроводном стакане расположены одно напротив другого. 
