Магнитный преобразователь угла поворота вала в число импульсов

Авторы патента:

G08C9/04 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п767802 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.1178 (21) 2688001/18-24 с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет

Опубликовано 300980, Бюллетень ¹ 36 (51)e К. 3

6 08 С 9/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325 (088. 8) Дата опубликования описания 300980 г

Н. Е. Конюхов, В. С. Кочкарев и Н. В. Акрушки

1 с;

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МАГНИТНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В ЧИСЛО ИМПУЛЬСОВ

Преобразователь относится к уст- ройствам автоматики и может быть использован для преобразования угла по

I ворота в число импульсов.

Известен преобразователь угла поворота в код, содержащий магнитную систему, состоящую из цилиндрических зубчатых ротора, статора и магнита, причем число зубцов ротора и статора 1л одинаково. При вращении ротора происходит модуляция магнитного потока (1) .

Этот преобразователь имеет недостаточно.высокую точность, которая за 15 висит от количества зубцов, увеличение их числа технологически затруднительно и приводит к уменьшению степени модуляции потока, поэтому в подобных преобразователях конструктивные особенности и технологические воэможности изготовления не позволяют использовать их в высокоточных системах и устройствах.

Наиболее близким к изобретению 25 по технической сущности является магнитомодуляционный датчик углового . перемещения, содержащий магнитную систему и магниточувствительный элемент. раз решенный в зазоре между ротором и статором, на которых нанесе" ны зубцы, причем магниточувствитель" ный элемент вращается в зазоре вместе с входным валом (2).

В этом датчике токосъем с чувстви. тельного элемента осуществляется через контактные вращающиеся кольца, что снижает надежность в условиях перегрузок, вибраций, а также при измерении климатических факторов температура, влажность и т.п. Количество импульсов, формируемых датчиком за один оборот вала, равно количеству зубцов-полюсов ротора и статора, что ограничивает точность датчика. Кроме того, необходимость размещать в зазоре подвижнйй магниторезистор и элементы его крепления не позволяет получить высокую чувствительность датчика, что приводит к усложнению электронной части преобразователя.

Цель изобретения вЂ” повышение надежности и точности преобразователя.

Цель достигается тем, что в магнитный преобразователь угла поворота вала в число импульсов, содержащий магниточувствительные элементы и магнитную систему, состоящую иэ магнита

767802 зубчатого ротора и цилиндрического статора, введены зубчатые секторы, которые размещены между зубчатым ротс ром и цилиндрическим статором и смещены друг относительно друга на величину, кратную дискретности образователя, шаг зубцов секторов равен шагу зубцов ротора, а магниточувствительные элементы расположены в зазоре между зубчатыми секторами и цилиндрическим статором.

На фиг. 1 схематически изображен преобразователь (для определенности покаэанй три сектора); на фиг. 2 сечение A-A на фиг. 1.

Магнитный преобразователь угла поворота вала в число импульсов сос- 15 тоит из цилиндрического статора (маг-) .нитопровода) 1 с укрепленным на нем магнитом 2. С выходной осью 3 жестко; связан зубчатый ротор 4. Между статором 1 и ротором 4 расположены зубча- 2О тые секторы 5. B зазоре между секторами 5 и статором 1 укреплены магниточувствительные элементы б, например магнитодиоды или магниторезисторы.

Секторы 5 смещены в нониусном соотно- 2 шении относительно зубцов ротора 4 на угол Ч, определяемый из выражения С вЂ” Р(- ) где М вЂ” шаг зубцов ротора в угловой

Р мере; с вЂ” мрдуль нониусного сопряжения и вЂ” количество чувствительных элементов.

Величина У /п определяет дискрет- З

Йость нонкусного сопряжения, т.е. шаг зубца ротора делится на м частей..

Модуль нониусного сопряжения (" в данном случае показывает, сколько зубцов .зотора охвачено углом смещения секторов друг относительно друга.. 40

Магии ный поток развиваемый магнитом 2, замыкается через зубчатый ротор 4, секторы 5, магниточувствительные элементы 6 и статор l.

15, Магнитное сопротивление всего тракта изменяется при вращении ротора 4.

Например, магнитное сопротивление для потока, проходящего через верхний (фиг. 2) сектор 5, наименьшее, так как зубцы ротора 4 находятся против зубцов сектора, при других положениях зубцов ротора сопротивление потоку растет. 1 аким образом происходит модуляция потока через магниточувствительные элементы б при вращении рото- и ра 4 и входного вала 3.

Смещение зубчатых секторов 5 в нониусном соотношении к зубцам ротора

4 обеспечивает смещение пиков модуляции потока, проходящего через каждый . из зубчатых секторов 5 и соответственно магниточувствительный элемент б.

Это позволяет получить дискретность преобразования, меньшую, чем шаг зубцов ротора 4. Количество зубцов сектора 5 определяется конструктивно из условия обеспечения требуемой чувствительности, а шаг его зубцов равен шагу зубцов ротора 4.

Введение зубчатых секторов в предлагаемую конструкцию позволяет вынести магниточувствительные элементы из переменного зубчатого зазора и установить их неподвижно, что позволяет повысить надежность преобразователя, Использование нескольких чувствительных элементов с секторами, смещенными относительно зубцов ротора, дает возможность увеличить. точность преобразования угла, так как дискретность при этом определяется количеством и взаимным смещением секторов, а не только шагом зубцов ротора.

Увеличение точности и эксплуатационной надежности подобных преобразователей угла позволяет расширить r область их практического применения.

Формула изобретения

Магнитный преобразователь угла по- . ворота вала в число импульсов, содеря ащий магниточувствительные элементы и магнитную систему, состоящую из магнита, зубчатого ротора и цилиндрического статора, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью повышения надежности и точности, преобразова- теля, в него введены зубчатые секторы, которые размещены между зубчатым ротором и цилиндрическим статором и смещены друг относительно друга на . величину, кратную дискретности преоб" разователя, шаг зубцов секторов равен шагу зубцов ротора, а магниточувстви» тельные элементы расположены в зазоре между зубчатыми секторами и цилиндрическим статором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 519750, кл. G 08 С 9/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 342210, кл. G 08 С 9/04, 1971 (прототип) .

767802

Put. 1 ф-А

Pui, Z

Составитель A.Ñèäîðåíêî

Редактор E Караулова Техред T.иаточка Корректор М. Пожо

Заказ 7199/47 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий