Индукционный бесконтактный датчик угла поворота

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью упрощения конструкции индукционного бесконтактного датчика угла поворота, который содержит плоский ферромагнитный статор, имеющий Ш-образное поперечное сечение в плоскости, перпендикулярной его продольной оси, совпадающей с его средним стержнем, а также цилиндрический ротор, ось которого параллельна продольной оси статора. На поверхности ротора образован полюсный выступ в виде одного витка винтовой спирали. На среднем стержне статора, имеющем щель посредине, размещена обмотка возбуждения, состоящая из двух последовательно согласно соединенных катушек, а также выходная обмотка, состоящая из двух последовательно встречно соединенных катушек. При вращении ротора выходное напряжение датчиков изменяется по пилообразному закону в диапазоне угла поворота ± 180°. 2 ил.

Изобретение относится к измерительно-преобразовательной технике, а именно к индукционным бесконтактным датчикам угла, предназначенным для преобразователя угла поворота ротора в электрическое напряжение, и может найти применение в качестве первичного датчика информации в аналоговых и дискретных (цифровых) системах.

Известный индукционный датчик угла поворота содержит ферромагнитные статор и ротор, а также первичную обмотку возбуждения и выходную обмотку [1].

Наиболее близким к изобретению является датчик, содержащий два ротора, поворачивающихся в разные стороны [2].

Недостатком датчика является сложность конструкции, обусловленная наличием двух роторов.

Задача изобретения- упрощение конструкции и производства датчика.

Это достигается путем выполнения на цилиндрическом роторе ферромагнитного выступа в виде одного витка винтовой спирали.

На фиг.1 показана схема расположения Ш-образного ферромагнитного статора и ротора; на фиг.2 - график зависимости выходного напряжения U_вых от угла Θ поворота ротора.

Продольные оси статора 1 и ротора 2 параллельны. Длина магнитопровода L статора 1 равна удвоенной ширине τ полюса выступа 3 ротора 2, а ширина равна σ. Один оборот ротора соответствует одному шагу винтового выступа 3.

Первичная 4 и вторичная 5 обмотки уложены в пазах 6 статора и каждая состоит из двух парных частей (половин). При этом парные части выходной обмотки соединены встречно.

При подключении обмотки возбуждения 4 к источнику переменного напряжения (не показан) распределение магнитной индукции зависит от угла Θ поворота ротора 2. При этом наведенная в выходной обмотке 4 ЭДС (напряжение) U_вых изменяется по линейному закону (фиг.2). Если статор в равной мере перекрывает парные части выходной обмотки 4, то U_вых=0. Рабочий диапазон углов поворота ротора 2 равен ± 180° - .

Формула изобретения

ИНДУКЦИОННЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА, содержащий ферромагнитный статор с Ш-образным поперечным сечением, размещенные на его среднем стержне две соединенные последовательно согласно катушки, образующие обмотку возбуждения, и две соединенные последовательно встречно катушки, образующие выходную обмотку, и явнополюсный ферромагнитный ротор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, ротор выполнен цилиндрическим, полюса образуют на его поверхности выступ в виде одного витка винтовой спирали, статор установлен так, что его продольная ось симметрии, проходящая вдоль среднего стержня, параллельна оси ротора, а его длина равна удвоенной ширине полюсного выступа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2