Устройство для измерения угловых скоростей и перемещений

 

О П И С А Н И Е ()едвв е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистицеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 01.03.77 (21) 2456542/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.08 78 Бюллетень № 29 (45) Дата опубликоваиия описания2Х.И?8

Я (51) М. Кл.

Ст 01 Р 3/48

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэооретений и открытий (53) УДК 531.767 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Я. Кабков, Ю. И. Рыбальченко, P. E. Бочковская и В. В. Сбитнев

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ

СКОРОСТЕЙ И ПЕРЕМЕШЕНИЙ

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для измерения скоростей и перемещений различного рода валов и механизмов.

В технике контроля и регулирования широкое применение находят индукционные датчики угла с печатными обмотками — «индуктосины» (1) .

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения угла и скорости, содержащее генератор, ротор и статор с печатными обмотками, узлы подвода сигналов к ротору, детектор и счетчик числа импульсов. В печатную обмотку ротора подается сигнал от высокочастотного генератора. Обмотки ротора и статора расположены в непосредственной близости друг от друга. При вращении взаимная индуктивность печатных .обмоток изменяется по синусоидальному закону от максимальной до минимальной величины. При этом по синусоидальному закону изменяется величина амплитуды сигнала на выходе печатной обмотки статора. Сигнал детектируется и подается на счетчик импульсов (2).

Недостатком известных устройств является наличие подвода (съема) сигналов с вращающихся частей устройств, чго ухуд- 2S шает их надежность и долговечность, увеличивает погрешность измерения.

Целью изобретения является увеличение точности измерения, срока службы и надежности.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для измерения угловых скоростей и перемещений печатная обмотка ротора закорочена, а статорные обмотки выполнены многослойными, средние слои содержат обмотки возбуждения, подключенные к генератору, а крайние слои — измерительные обмотки, подключенные к измерительной схеме, при этом проводники обмоток каждого слоя расположены одни под другими.

На фиг. 1 представлена блок-схема уст- ройства измерения угловой скорости и угловых перемещений; на фиг. 2 — схема расположения проводников обмотки одного слоя статора (на роторе такая же обмотка, замкнутая накоротко); на фиг. 3 — проводники обмоток при максимальной индуктивной связи, поперечный разрез.

Устройство содержит высокочастотный генератор 1, многослойный статор 2 с печатными обмотками возбуждения 3 и печатными измерительными обмотками 4, включенными в качестве смежных плеч с регулировочными

6!8679

Формула изобретения

Фиг. 3 иг. 2

Фиг l

Составитель Е. Швецов

Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж 1112 Подписное

Редактор О. Филиппова

Заказ 4252/37

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыл ий! 13035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сопротивлениями 5 в мостовую схему, ротор 6 с короткозамкнутой печатной обмоткой 7, детектор 8 и счетчик 9 импульсов.

Выход генератора 1 соединен с печатными обмотками возбуждения 3 статора 2. Выход мостовой схемы связан со входом детектора 8, выход которого соединен со входом счетчика 9 импульсов. Каждая обмотка изготовлена на изоляционном материале, на который печатным способом наносят провод- ники обмоток 3, 4, 7, представляющие собой ряд радиальных токопроводящих пластинпроводников, соединенных поочередно то у центра, то на периферии, образующих непрерывную линию, имеющую разрыв для присоединения токонесущих проводов (обмотка ротора закорочена) . На чертеже а 1 — угловая ширина проводника; аа — угловая ширина вместе с зазором между п ров одн ика м и; и — количество проводников.

Количество обмоток возбуждения и схема их соединения выбирается в соответствии с требованиями к величине выходного сигнала устройства.

Выходной сигнал с генератора 1 поступает на обмотку возбуждения 3. В измерительных обмотках 4 наводятся ЭДС. При расположении проводников короткозамкнутой обмотки ротора симметрично относительно зазора между проводниками статорной обмотки наводимые в измерительных обмотках 4 ЭДС равны по величине, и на выходе устройства выходной сигнал отсутствует (мостовая схема предварительно сбалансирована при помощи регулировочных сопротивлений 5) . При расположении проводников короткозамкнутой обмотки 7 под проводниками статорной обмотки 3 и 4 за счет максимальной взаимной индуктивности между этими обмотками происходит перераспределение магнитного потока, пронизывающего измерительные обмотки, и в них наводятся

ЭДС разной величины. Сигнал рассогласования поступает на детектор 8, а затем — на счетчик 9 импульсов. При перемещении короткозамкнутой обмотки ротора относительно обмоток статора происходит чередование максимальной и минимальной величины, т. е. модулирование сигнала высокочастотного генератора магнитным полем короткозамкнутой обмотки ротора. Частота модуляции пропорциональна скорости вращения ротора, а количество импульсов (периодов модулированного сигнала) пропорционально угловому перемещению.

Устройство для измерения угловых скоростей и перемещений, содержащее генера20 тор, ротор и статор с печатными обмотками и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения, срока службы и надежности, печатная обмотка ротора закорочена, а статорные обмотки выполнены многослойными, средние слои содержат обмотки возбуждения, подключенные к генератору, а крайние слои— измерительные обмотки, подключенные к измерительной схеме, при этом проводники обмоток каждого слоя расположены друг под другом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ахметжанов А. А..Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. М., 1975, с. 48 — 52.

2. Патент Японии № 47 — 28457, кл. 111 А 22, 1972.