Датчик угловых перемещений

 

Изоб. -тение относится к измерительной технике / имеет целью повышение точности датчика угловых перемещений за счет обеспечения постоянства сил электромагнитного взаимодействия между неподвижным Ш-образным магнитопроводом 1 и установленным с постоянным зазором к торцам стержней магнитопровода 1 ферромагнитными дискообразным якорем 8. выполненным из двух частей 10 и 11, разделенных сквозной щелью 12, имеющей форму спирали Архимеда. При вращении якоря 8 вокруг оси 15 сквозная щель 12 перемещается в предепах ширины торца центрального стержня 2 iviai нитолрсвода 1, что обеспечивает гшопорциз.альность изменения площади перекрытия торца стержня 2 углу поворота якоря 8 и. как следствие, линейность выходной характеристики и постоянство сил электромагнитного взаимодействия . 2 ил.

1768950

10 ли

55 янства сил электромагнитного взаимодействия между якорем и Ф-образным магнитопроводом.

Цель изобретения — повышение точности датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в известном датчике угловых перемещений, содержащем трехстержневой магнитопровод, размещенную на его центральном стержнем первичную обмотку, расположенные на его боковых стержнях вторичные обмотки, соединенные встречно-последовательно и установленный с возможностью вращения якорь, имеющий сквозную щель, а центральный стержень магнитопровода размещен напротив щели, якорь выполнен в виде диска и расположен так, что ось его вращения параллельна оси центрального стержня магнитопровода, который выполнен Ш-образным, торцы его стержней параллельны плоскости якоря, а щель в якоре заполнена диамагнитным веществом и имеет форму спирали Архимеда, радиус р которой выбран из условия

p — po+ p а где po — начальный радиус спирали, а — ширина торца центрального стержня магнитопровода;

p — угловая текущая координата спираНа фиг,1 представлен общий вид датчика угловых перемещений; на фиг.2 — поперечный разрез датчика.

Датчик угловых перемещений содержит неподвижный Ш-образный магнитопровод

1, включающий центральный 2 стержень, на котором размещена первичная 3 обмотка и боковые 4 и 5 стержни, на которых размещены вторичные 6 и 7 обмотки, соответственно. Первичная 3 обмотка подключена к источнику питания переменного тока (не показан), а вторичные 6 и 7 обмотки соединены встречно-последовательно и подключены к измерительной схеме (не показана). Якорь датчика выполнен в виде ферромагнитного диска 8, ось вращения которого параллельна оси центрального стержня 2 магнитопровода 1, закрепленного по отношению к диску 8 якоря с постоянным зазором 9. Диск 8 якоря разделен на две части 10 и 11 сквозной щелью 12, заполненной диамагнитным веществом и имеющей форму спирали 13 Архимеда, радиус р которой выбран из условия

p — po + а где р, — начальный радиус спирали;

35 а — ширина торца центрального стержня

2 магнитопровода;

p — угловая текущая координата спирали, Плоскость 14 торцев стержней магнитопровода 1 параллельна плоскости диска 8 якоря. Вал 15, на котором жестко закреплен диск 8, связан с контролируемым объектом.

Неподвижный магнитопровод 1 закреплен по отношению к диску 8 так, что его продольная плоскость 16 симметрии совпадает с радиальной плоскостью диска 8, а центральный 2 стержень магнитопровода 1 расположен против щели 12, причем, при вращении диска 8 стержень 2 находится между начальной 17 и конечной 18 точками спирали 13.

Датчик угловых перемещений работает следующим образом, В исходном положении якоря (см. фиг.1) участок щели 12 размещен в зоне торцевой поверхности центрального 2 стержня так, что дели: площадь этого торца на две равные части. В этом положении якоря магнитные потоки; создаваемые первичной 3 обмоткой в боковых 4 и 5 стержнях, вследствие одинаковых площадей и постоянной величины зазора 9 равны. Соответственно равны и ЭДС, создаваемые этими потоками по вторичных 6 и 7 обмотках, а поскольку они включены встречно последовательно, то и выходной сигнал датчика угловых перемещений равен нулю. При угловом перемещении контролируемого объекта и связанных с ним вала 15 с диском 8 щель 12 смещается в зоне торцевой поверхности центрального 2 стержня на величину, линейно пропорциональную контролируемому перемещению, Это приводит к перераспределению магнитных потоков в боковых 4 и 5 стержнях, и, следовательно, к изменению величины ЭДС, наводимой во вторичных 6 и

7 обмотках к появлению на выходе датчика

ЭДС, по величине и фазе которой определяют величину и направление углового перемещения контролируемого объекта.

Поскольку перераспределение магнитных потоков при вращении диска 8 происходит пропорционально изменению площадей торцевой поверхности центральногс 2 стержня и коэффициент пропорциональности постоянен, то датчик перемещений обеспечивает линейность выходной характеристики.

Формула изобретения

Датчик угловых перемещений, содержащий трехстержневой магнитопровод, размещенную на его центральном стержне первичную обмотку, расположенные на его боковых стержнях вторичные обмотки, сое1768950 плоскости якоря, а щель заполнена диамагнитным веществом и имеет форму спирали

Архимеда, радиуср которой выбран из условия

Составитель Е.Агафонов

Техред М.Моргентал Корректор M.Êåðåöìàí

Редактор Т.Фельдман

Заказ 3637 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 диненные встречно последовательно, и установленный с возможностью вращения якорь, имеющий сквозную щель, а центральный стержень магнитопровода разме-:щен напротив щели, стержень магнито- 5 провода размещен напротив щели, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, якорь выполнен из диска и расположен так, что ось его вращения параллельна оси центрального стержня 10 магнитопровода, который выполнен Ш-о6разным, торцы его стержней параллельны

p — po+ p, а где po — начальный радиус спирали: а — ширина торца центрального стержня магнитопровода;

p — угловая текущая координата спирали.