Фазовый датчик линейных перемещений

 

Соез Соевтскмк

Соцмаюкастмческми

Расвубеж

ОПИСАНИE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОВО(ОММ ТИЛЬСТВУ

<>805057 (61) Дополммтвльмое к авт. свмд-ву(5f) . Яд.3

G 01 В 7/00 (22) Заявлено 260379 (21) 2740566/25-28

1 с рмсоедмненмем заяекм H9ГОсударстаеяяыя иемнтет

СССР ве делам мзобретеямй в еткрытмй (23)Прнормтет—

Опубликовано 1502,81. бюллетень ЙВ 6 (53) УДЫ 621. 317. .39:531.14 (088.8) Дата опублмкоаанмя опмсанмя 150281

A.Ê. Клименко, С.П. Порошин и В.Н. P етников

: -д " . 01 !. Р j а (72) Авторы мзобратенмя (73) Заявитель

{54) ФАЗОВЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения относительных линейных перемещений в автоматиэируемых металлорежущих станках с программным управлением и клетях прокатных станов.

Известны линейные фазовые преоб разователи (фазорегулирующие устройства), преобразующие поступательное или вращательное движение в сдвиг фаэ между выходным сигналом преобразователя и питающим датчик током нли напряжением. В этих преобразователях используется либо бегущее магнитное поле, создаваемое двухфаз-. ной первичной обмоткой, либо пульсирующее оле, создаваемое питающим первичную обмотку однофазным током, с преобразованием снимаемых со вторичной обмотки амплитуд сигналов в фазовый сдвиг при помощи фазовращающей RC-цепочки (1).

Недостатком данных преобразователей является ограниченная точность измерения.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому фазовый. датчик линейных перемещений, содер» жащий втулку с размещенными на ее поверхности в канавках многозаходной винтовой резьбы секциями первичной обмотки, охваченный втулкой четырехэаходный червячный винт с размещенной на его поверхности в канавках резьбы вторичной обмоткой, которая выполнена четырехсекционной в виде двух пар уложенных бифилярно

>4 и соединенных последовательно - согласно секций, смещенных одна QTHGсительно другой на четверть шага резьбы, и равные по величине активное и емкостное сопротивления, включенt5 ные в цепь вторичной обмотки f2) и (31, К нецостаткам этого датчика оТносятся погрешности, вызванные отклонением от синусондальной формы питающих первичную обмотку токов, а

2О также ннличие пространственных гармоник высшего порядка в сигнале, возбуждаемом в секциях вторичной обмотки парой бнфнлярно соединенных секций первичной обмотки.

2i В современных устройствах, использующих рассматриваемые фазовые преобразователи, на:-.ряжение питания последних формируют путем выделения первой гармоники иэ импульсов в виде

3о "меандра", содержащего сумму нечет805057 ных гармоник. В отфильтрованном сиг- нале содержатся ослабленные высшие гармоники, иэ которых наибольшую величину имеет третья.

Цель изобретения — повышение точ ности измерения.

Поставленная цель достигается -тем, что втулка выполнена шестизаходной, а первичная обмотка выполнена в виде трех соединенных звездой пар секций, уложенных бифилярно, соединенных последовательно-встречно и смещенных одна относительно другой на треть шага резьбы.

На фиг. 1 представлен фазовый преобразователь, общий вид; на фиг. 2 — схема соединения обмоток.

Преобразователь содержит втулку 1 из немагнитного злектроизоляционного материала и охваченный втулкой винт

2. На поверхности втулки 1 по многоэаходным винтовым линиям размещена бифилярная секционированная первичная обмотка в виде секций 3-4, 5-6 и 7-8, питаемая сдвинутыми по фаз..: на треть периода напряжениями переменного тока.В канавках резьбы червячного винта размещены со сдвигом одна относительно другой на четверть шага резьбы бифилярные секции 9-10 и 11-12 вторичной обмотки. Преобразователь снабжен фазовращающей RC-цепочкой, у которой активное сопротивление 13 равно емкостному 14. о

Преобразователь работает следующим образом.

При подведеии трехфазного напряжения питания к секциям 3-4, 5-6 и

7-8 первичной обмотки внутри втулки возбуждается бегущее вдоль винта магнитное поле, индуцирующее во вторичной обмотке электрический сигнал, фаза которого определяется положением втулки относительно винта.

Выходным сигналом преобразователя являются алгебраически суммируемые на фазовращающей RC-цепочке сигналы, снимаемые с секций вторичной обмотки преобразователя. Погрешности преобразования, вызванные неточностью изготовления винта и втулки и отклонениями параметров эапитывающих секций первичной обмотки токов от заданных, устраняются благодаря тому, что сигналы помех складываются в противофазе и взаимно уничтожаются, в то время как полезные сигналы суммируются синфазно.

Третьи гармоники, а также гарМоники порядка, кратного трем, фаэных токов трехфазного напряжения питания пар секций первичной обмотки образуraz систему токов нулевой последовательности, имеющих в любой момент времени одну и ту же величину и направление. Данные токи возбуждают равновеликие и одинаково направленные магнитные потоки, сумма которых близка к нулю. Следовательно, на выходной сигнал, возбуждаемый в секциях вторичной обмотки результирующим магнитным потоком, обусловленным трехфаэными токами в первичных обмотках, третья гармоника, а также

15 гармоники, кратные трем, существенного влияния не оказывают.

Формула изобретения

Фазовый датчик линейных перемещений, содержащий втулку с размещенными на ее поверхности в канавках многоэаходной винтовой резьбы секциями первичной обмотки, охваченный втулкой четырехзаходный червячный винт с размещенной на его поверхности в канавках резьбы вторичной обмоткой, которая выполнена четырехсекционной в виде двух пар уложенЗО ных бифилярно и соединенных последовательно-согласно секций, смещенных одна относительно другой на четверть шага резьбы, и равные по величине активное и емкостное соп-

35 ротивления, включенные в цепь вторичной обмотки,.о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения,. втулка выполнена шестизаходной, а первичная обмот- .

40 ка Выполнена в виде трех соединен ных звездой пар секций, уложенных бифилярно, соединенных последовательно-встречно и смещенных одна относительно другой на треть шага резьбы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 120872, кл. G 01 R 25/04, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР

9 145932, кл. G 01 R 25/04, 1960.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2607761/18-28, кл. 6 01 8 7/00 (прототип).

805057

lain

Фие.1 с sin

i Si n(cu

i si n(rut фиэ 2

Составитель Т. Матюхина

Редактор A. Гук Техред И. дсталош Корректор Е. Рошко

":--:аз 10854/59 . Тираж 653 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4