Трансформаторный преобразователь угловых перемещений

 

" . " " T «Ческая б,ол ко к,1

Союз Советских

Социалмстимвсних

Рвспубпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.09.77 (21) 2525738/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. К .

G 01 В 7/30

G01 D5/20

Гюсударстевниий кемктет

СССР пе делам азебретенай и еткритий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.06.79. Бюллетень № 22 (53) УДК 621.317. .39:531.7 (088.8) Дата опубликования описания 25.06.79

Э. А. Мельников, В. И. Акулин и В. М. Головин (72) Авторы изобретения

Воронежский политехнический институт (71) Заявитель (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к технике измерений неэлектрических величин электрическими и магнитными средствами и может быть использовано в различных областях техники для измерения угловых перемещений, в частности, для измерения углов накло- 5 на объекта и в качестве датчика сигнала уравновешивания.

Известны трансформаторные преобразователи угловых перемещений, содержащие неподвижный ферромагнитный сердечник, первичная и вторичная обмотки которого образуют дифференциальную схему включения, а также <рерромагнитный якорь без обмоток, перемещающийся в зазоре неподвижного сердечника (1).

Для реализации линейной характеристики преобразования в таких преобразователях необходимо соответствующим образом профилировать якорь, а это заметно усложняет конструкцию устройства.

Известен также трансформаторный преобразователь угловых перемещений, содержащий ферромагнитный сердечник с обмоткой возбуждения и вращающуюся измерительную рамку, размещенную в зазоре неподвижного ферромагнитного сердечника (2) .

Такой преобразователь имеет линейную характеристику лишь в диапазоне измерения углов (+- 20 ).

Существенным недостатком известного преобразователя является низкая надежность, ввиду наличия скользящих гальванических контактов в цепи соединения подвижной измерительной рамки с регистрирующим устройством.

Использование гибких проводов или пружинных соединений (вместо скользящего токосъемника) не дает положительного результата, поскольку при многократном повороте измерительной рамки в ту или иную сторону упомянутые проводящие связи быстро выходят из строя.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности преобразователя путем исключения скользящих электрических контактов (или иных подвижных проводящих связей) в выходной цепи измерительной рамки.

Для достижения поставленной цели преобразователь снабжен ферромагнитным дисI .

667804

Формула изобретения

3 ком, установленным внутри измерительной рамки, которая выполнена неподвижной и установлена параллельно оси обмо юг возбуждения, и вращающейся рамкой с подключенным к ее выводам конденсатором, образующим с индуктивностью этой рамки колебательный контур, вращающаяся рамка

- и конденсатор установлены внутри измерительной рамки и соосно.с ней на ферромаг нитном дйске.

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь, общий вид сверху; на фиг. 2разрез А — А на фиг. 1.

Преобразователь содержит ферритовый сердечник 1, на котором размещена обмотка 2 возбуждения, питаемая переменным током повышенной частоты. Сердечник укреплен между двумя стойками 3, 4..

В зазоре между полюсами сердечника установлена неподвижная измерительная рамка 5, размещенная на прямоугольном каркасе 6, жестко связанном со стойкой 3, при этом плоскость рамки 5 ориентирована параллельно оси обмотки возбуждения. Внутри измерительной рамки и соосно с ней расположена вращающаяся рамка 7, закрепленная на поверхности ферритового диска 8, установленного на подвижной оси 9 между стойками 3, 4. К выводам обмотки рамки 7 подключен конденсатор (на чертеже не показан), образующий с индуктивностью обмотки этой рамки колебательный контур, настроенный на частоту тока возбуждения.

На этой частоте, составляющей несколько десятков кГц, он имеет малые габаритные размеры и может быть размещен на торцовой или образующей поверхностях ферритового диска 8.

Принцип действия преобразователя основан на возникновении вторичного магнитного поля, создаваемого резонансным током подвижной рамки 7, при угловом перемещении последней относительно плоскости измерительной рамки 5. При горизонтальном расположении рамки 7 (a = О), напряжение на зажимах измерительной рамки 5 отсутствует, поскольку плоскости обеих рамок параллельны вектору магнитной индукции в

4 зазоре сердечника 1. При повороте рамки 7 на некоторый угол а в ней индуцируется ток, величина которого пропорциональна углу а. Этот ток возбуждает вторичное магнитное поле, пересекающее плоскость измерительной рамки 5. При этом на зажимах неподвижной измерительной рамки 5 возникает напряжение, пропорциональное углу поворота подвижной рамки 7, фаза которого зависит от направления вращенйя рамки 7.

Чувствительность преобразователя в рабочем диапазоне измерения углов (»- 20 ) составляет 100 мВ/град, а характеристика преобразования отличается от линейной не более, чем на 5%.

Емкость конденсатора, замыкающего выводы подвижной рамки, на частоте возбуждения 100 кГц составляет 0,06 мкф. о

Трансформаторный преобразователь угловых перемещений, содержащий ферромагнитный сердечник с обмоткой возбуждения

"и измерительную рамку, размещенную в зазоре сердечника, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, преобразователь снабжен ферромагнитным диском, установленным внутри измерительной рамки, которая выполнена

ЗО неподвижной и установлена параллельно оси обмотки возбуждения, и вращающейся рамкой с подключенным к ее выводам конденсатором, образующим с индуктивностью этой рамки колебательный контур, вращающаяся рамка и конденсатор установлены внутри измерительной рамки и соосно с ней на ферромагнитном диске.

Источники информации, принятые во внимание прй экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

4o № 473052, кл. G 01 D 5/20, 1973.

2. Электрические измерители неэлектрических величин, под ред. П. В. Новицкого.

Л., «Энергия», 1975, с. 455.

667804

Составитель Т. Матюхина

Реда кто р Е. Зу б нет о в а Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Заказ 3448/35 Тираж 865 Подписное

ЦН И ИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4