Трансформаторный датчик положения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 04.07.72 (21) 1805260/18-10 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 19.09.74 (51) М. Кл. G 01р 3/42

Государственный комитет, Совета Министров СССР пв делам изобретений и открытий (53) УДК 531.775(088.8) (72) Автор изобретения

E. П. Абрамцев

Сибирское особое конструкторское бюро (71) Заявитель (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известные трансформаторные датчики положения, содержащие неподвижный магнитопровод с обмоткой возбуждения и измерительной обмоткой и подвижный магнитопровод, не могут измерять скорость и одновременно в;шолнять функции передаточного механизма.

В предлагаемом датчике подвижньш магнитопровод выполнен в виде двух валов, кинематически связанных друг с другом при помощи двух одинаковых составных шестерен, состоящих из соединенных в диагональной плоскости ферромагнитной и неферромагнитной частей и ориентированных друг относительно друга таким образом, что зацепление их всегда происходит зубьями с одинаковой длиной ферромагнитных и неферромагнитных участков.

Такое выполнение датчика обеспечивает возможность измерения скорости и выполнение им функций передаточного механизма.

Для повышения надежности предложенного датчика ферромагнитная часть шестерни выполнена с двумя наклоненными под тупым углом друг к другу торцовыми поверхностями.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого датчика; на фиг. 2 — подвижный магнитопровод модифицированного датчика.

Датчик включает в себя неподвижный магнитопровод 1 с обмоткой возбуждения 2 и измерительной обмоткой 3; подвижные магнитопроводы в виде валов 4 и 5, кинематически соединенных между собой при помощи шестерен 6 и 7; показывающий прибор (например милливольтметр) 8. Цапфы валов 4 и 5 расположены в гнездах илп отверстиях неподвижного магнитопровода 1 и неферромагнитной перекладины 9.

Электромагнитная система датчика опирается на стойки.

Один из BHëoâ. на|ример вал 4, соединен с перемещающимся контролируемым объектом.

Подвижные магнптопроводы могут быть изготовлены как в виде отдельных валов и шестерен, так и в виде валов-шестерен. В последнем случае устраняется воздушный зазор между валом и шестерней, что позволяет несколько повысить выходной сигнал.

20 Шестерни 6 и 7 составлены из двух половин, причем одна изготовлена из ферромагнитного материала, а вторая — пз неферромагнитного, например нз 1I; астмассы. Обе половины получены путем сечения плоскостью соответствующих шестерен в диагональном пли косом поперечном направлении. Ферромагнитныее части 10 и 11 и неферромагнптные части

12 и 13 шестерен 6 и 7 в плоскости сечения жестко соединены между собой известными

30 способами (склейкой, сваркой и т. п.) . Как

424073 правило, нарезку таких составных шестерен производят в собранном виде. В шестернях с косой торцовой поверхностью длина зубьев изменяется по линейному закону: на одной половине окружности длина зубьев линейно увеличивается, а на другой половине — линейно уменьшается.

Выполнение шестерен составными из ферромагнитной и неферромагнитной половин повышает их долговечность, так как общая длина зубьев оказывается одинаковой, и поэтому нагрузка, испытываемая каждым зубом, также одинакова, что повышает надежность датчика в целом, Подвижный магнитопровод (фиг. 2) отличается ог описанного выше тем, что в нем ферромагнитная часть шестерни выполнена с двумя наклоненными под тупым углом друг к другу торцовыми поверхностями.

При этом нагрузка по зубцам шестерни распределена симметрично, что повышает долговечность шестерни.

Предлагаемый датчик может работать как датчик положения и как датчик скорости. В первом случае подвижные магнитопроводы поворачиваются в диапазоне от 0 до + 180, во втором — вращаются. В обоих случаях датчик может быть использован также в качестве передаточного механизма.

Датчик работает следующим образом.

При подаче напряжения переменного тока на катушку возбуждения 2 магнитный поток, созданньш этой катушкой, замыкается через валы 4, 5 и шестерни 6 и 7. При повороте последних под действием перемещающегося обьекта магнитный поток изменяется в соответствии с изменением длины ферромагнитных участков зубьев шестерен б и 7. Например, в положении шестерен, изображенном на фиг. 1, магнитный поток имеет максимальное значение. При повороте подвижных магнитопроводов в ту или другую сторону от этого положения поток уменьшается и становится минимальным при угле поворота, равном

180 . Линейное изменение магнитного потока вызывает соответственно и линейное изменение наводимой им выходной э. д.с. Таким образом, э. д. с., измеренная на выходе датчика показывающим прибором 12, характеризует осуществленное о ьектом угловое перемещение.

При вращении подвижного магнитопровода под действием перемещающегося объекта выходная э. д. с. пропорциональна скорости изменения магнитного потока во времени.

В этом случае датчик будет работать как датчик скорости. При включении шестерен датчика в кинематическую цепь какой-либо системы датчик будет одновременно выполнять роль передаточного механизма.

Предмет изобретения

1. Трансформаторный датчик положения, содержащий неподвижный магнитопровод с обмоткой возбуждения и измерительной обмоткой и подвижный магнитопровод, о т л и ч а25 ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения скорости и выполнения функции передаточного механизма, в нем подвижный магнитопровод выполнен в виде двух валов, кинематически связанных друг с другом

30 при помощи двух одинаковых составных шестерен, состоящих из соединенных в диагональной плоскости ферромагнитной и неферромагнитной частей и ориентированных относительно друг друга таким образом, что зацеп35 ление их всегда происходит зубьями с одинаковой длиной ферромагнитных и неферромагнитных участков.

2. Датчик по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности датчика, 40 ферромагнитная часть шестерни выполнена с двумя наклоненными под тупым углом друг к другу торцовыми поверхностями.

424073

12

Составитель А, Милосердный

Редактор С. Хейфиц Техред Е. Борисова Корректоры; В. Петрова и Е. Давыдкина

Заказ 2453j4 Изд. № 1496 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб, д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2