Высокочастотный датчик угловых перемещений индукционного типа

 

362906

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 20.!.1970 (№ 1390429/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. Е 21b 47/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 20.Х11.1972. Бюллетень ¹ 3 за 1973

Дата опубликования описания 23.II,1973

УДК 622.241.7(088.8) Авторы изобретения

А. Г. Сметанин и В. В. Голованов

Заявитель

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ДАТЧ И К УГЛОВЫХ П ЕР ЕМЕЩЕН И й

ИНДУКЦИОННОГО ТИПА

Известен высокочастотный датчик угловых перемещений индукционного типа, включающий статор с двухфазной и однофазной обмотками и ротор.

Предлагаемыи датчик отличается от известного тем, что двухфазная обмотка статора выполнена кольцевой, а ротор — в виде двух рядов чередующихся ферромагнитных и немагнитных металлических секторов, тангенциально смещенных один относительно дру- 10 гого на 90 эл. град.

Это повышает точность датчика.

Кроме того, ряды секторов могут быть разделены поперечным металлическим экраном.

На фиг. 1 изображены статор (способ его 15 намотки) и ротор с двумя рядами секторов; на фиг. 2 — кривая изменения взаимоиндукции М между каждой из фаз двухфазной и однофазной обмотками в функции угла поворота ротора датчика (а); на фиг. 3 — то 20 же, для случая синусоидального распределения рамочной обмотки.

Датчик включает в себя цилиндрический статор 1, выполненный из диэлектрического материала, и цилиндрический ротор 2, в дан- 25 ном случае также выполненный из диэлектрического материала. На статоре размещены кольцевые двухфазные обмотки 8 и 4 и однофазная рамочная обмотка 5, образующая полюса статора. На поверхности ротора нане- ЗО сены сектора 6 из ферромагнитного материала и сектора 7 из немагнитного токопроводящего материала.

На фиг. 1 н 2 показан датчик без электрической редукции измеряемого угла с числом пар полюсов, равным единице. При построении датчика с числом пар полюсов, равным двум и более, развертка статора и ротора состоит из соответствующего числа частей (см. фиг. 1). Соответственно этому во столько же раз сокращаются угловые (тангенциальные) размеры рамок статора и секторов ротора.

Через лобовые участки обмотки 5 и прилегающие к ним участки кольцевых обмоток т, 4 осуществляется индуктивная связь между двухфазной и однофазной обмотками.

Однофазная обмотка 5 содержит четное число одинаковых рамок, включенных попарно встречно, поэтому связь между любой из кольцевых н рамочной обмотками при извлечении ротора отсутствует. Цилиндрический ротор 2 несет на себе два ряда чередующихся секторов, тангенциально смещенных один относительно другого на половину сектора, т. е. на 90 эл. град. Сектора 6 выполнены из ферромагнитного материала, например листового пермаллоя, а сектора 7 — из токопроводящего немагнитного материала, например листового алюминия, меди и т. д.

362906

При введении ротора 2 в статор 1 сектора б и 7 оказывают противоположное влияние на величину индуктивной связи между лобовыми участками кольцевых обмоток. Ферромагнитные сектора б увеличивают потокосцепление лежащих в непосредственной близости к ним участков обмоток 5, 3 или 4, а токопроводящие неферромагнитные сектора 7 за счет вихревого эффекта, наоборот, уменьшают потокосцепление. Каждая из обмоток 3, 4 примыкает к лобовым частям обмотки 5 и имеет под собой «свой» ряд чередующихся секторов ротора. Результирующая связь между обмоткой 5 и, например, обмоткой 3 максимальна при расположении секторов б, 7

«своего» ряда ротора точно под рамками без взаимного перекрытия последних, Если сектора перекрывают по половине разноименных рамок статора, то связь между однофазной и соответствующей двухфазной обмоткой р а в на нулю.

При вращении ротора связь взаимоиндукции М между обмотками 5 и, например, 3 меняется по закону треугольника с линейным участком -90 (см. фиг. 2). Квадратурность законов связи обмоток 5, 3 и 5, 4 обеспечивается смещением рядов ротора.

В датчике с целью применения его в режиме фаз овращателя или синус-косинусного поворотного трансформатора может быть применено синусоидальное распределение рамочной обмотки ее секционированием или синусоидальное распределение тангенциальных размеров секторов ротора в многополюсных датчиках. Взаимоиндукция обмоток датчика в этом случае меняется по закону, близкому к синусоиде (см. фиг. 3).

Введение поперечного металлического экрана 8, разделяющего ряды секторов ротора, обеспечивает концентрацию и ввод всего потока каждой из двухфазных обмоток в площадь рамок однофазной обмотки и умень10 шает, тем самым, поле рассеивания двухфазных обмоток. Это позволяет сохранить достаточно высокий коэффициент передачи датчика при уменьшении продольного габаритного размера ротора и статора и целе 5 сообразно при определенных габаритных соотношениях исполнения датчика.

Предмет изобретения

2О 1. Высокочастотный датчик угловых перемещений индукционного типа, включающий статор с двухфазной и однофазной обмотками и ротор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности датчика, двухфазная

25 обмотка статора выполнена кольцевой, а ротор выполнен в виде двух рядов чередующихся ферромагнитных и немагнитных металлических секторов, тангенциально смещенных один относительно другого на

ЗО 90 эл. град.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что ряды секторов разделены поперечным металлическим экраном.

362906

Редактор 3. Овчаренко

Заказ 306/13 Изд. ¹ 40 Тира>к 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель А. Назаретова

Текред Т. Миронова

Корректоры: В. Петрова и Е. Давыдкина