Многоотсчетный датчик положенияи способ измерения положения спомощью датчика

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51 1М. Кл.

G 08 С 9/04 (22) Заявлено 020776 (21) 2377752/24-07 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано З00З81. Бюллетень М 12 (53) УДК 821. З1 З. .17(088.8) Дата опубликованияописания 30.0381 (72) Автор изобретения

Г. И. Алкин (71) Заявитель (54) МНОГООТСЧЕТНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ И СПОСОБ

ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ДАТЧИКА

2%х т Т

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в устройствах измерения перемещений подвижных узлов станков, измерительных машин и приборов.

В современном машиностроении н приборостроении для определения точ-. ного абсолютного взаимного положения перемещаемых узлов используются многоотсчетные датчики положения.

Известен двухканальйый датчик перемещений в виде синусно-косинусного поворотного трансформатора с феррнтовым магнитопроводом и печатными обмотками 1). 15

Недостатком данного датчика является сложность его изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому является многоотсчетный датчик положения, содержащий неподвижный и .20 подвижный элементы с плоскими противолежащими поверхностями, снабженными печатными обмотками первого грубого и второго каналов в и раз точнее первого точного, обмотки последнего выполнены в виде периодическсго зигзага с периодом Т, а обмотки грубого канала — непрерывными, на одном из элементов размещены по одной несекционированной обмотке каждого 30 из каналов, на другом элементе - по две секцнонированные обмотки каждого нз каналов, обмотки каналов выполнены с разными периодами, один из элементов снабжен токоподводами для,подклю" чения к источнику питания.

Способ измерения положения с помощью такого датчика основан на измерении фазы сигналов точного и грубого каналов и сопоставлении фазы сигнала точного канала с опорным сигналом. При этом сдвиг по фазе сигнала точного канала равен: где х - перемещение элементов.

Т - период обмоток точного кана. ла.

Для получения информации по грубому каналу. фазу этого сигнала, которая в этом случае равна Чз„=2Жх/пт, сравнивают с тем же опорным сигналом. В результате .измерений получают, что при одном и том же перемещении х фаза сигнала грубого канала изменяется в и раз меньше фазы сигнала точного канала 121.

Недостаток известного датчикасложность изготовления обмоток гру" его конструкцию.

65 бого канала,,а вместе с тем н всего датчика.

Цель изобретения — упрощение изготовления датчика.

Укаэанная цель достигается тем, что обмотки грубого канала выполнены с шагом nT/ntg из прямолинейных отрезков проводников, расположенных перпендикулярно перемещению, а- на элементе с токоподводами к источнику питания проводники обмотки грубого канала выполнены как продолжение проводников обмотки точного канала.

В известном способе измерения положения фазу сигнала грубого канала измеряют относительно сигнала точного канала.

На фиг. 1 изображен элемент датчика с зигзагообразными обмотками, на фиг. 2 - элемент линейного датчика с секционированными обмотками, а на фиг. 3 — элементы кругового датчика с зигзагообразными обмотками.

На одном из элементов 1 датчика размещены несекционированные обмотки

2 точного канала с периодом Т и выводами 3 и обмотки 4 грубого канала с периодом Т» =- — с выводами 5. По 1T м1 тыльной стороне элемента проходят проводные перемычки 6. На другом элементе 7 размещены по две секционированные обмотки каждого из каналсв:

8 и 9 точного, 10 и 11 грубого, а также выводы 12 и 13 обмоток.

Обмотки 8 и 9 точного и обмотки

10 и 11 rpy6oro каналов соединены последовательно, причем это осуществляется за счет выполнения проводников грубых обмоток 10 и 11 как продолжение проводников соответственно обмоток 8 и 9 точного канала. Такое выполнение обмоток допустимо в том случае, если напряжение питания подводится со стороны секционированных обмоток. Если запитка производится со стороны зигзагообразных обмоток, то секционированные обмотки должны быть выполнены раздельными, с отдельными выводами. Однако в этом случае последовательно соединенными могут быть выполнены зигзагообразные обмотки грубого и точного кана.— лов. Последовательное соединение проводников уменьшает количество выводов и проводных перемычек и, тем самым .упрощает изготовление датчика.

Элемент кругового датчика содержит ротор 14, обмотки 15 и 16 точного и грубого каналов и их выводы

17 и 18.

Обмотка точного канала кругового иидуктосина содержит, как.правило, 18Î или 760 пар полюсов..в том случае, если грубый отсчет осуществляется на 1 оборот датчика, обмотка грубого канала должна содержать

180@1 или 360 1 полных пар полюсов, »во зьь а ее шаг должен равняться; и 8 1 частям шага обмотки точного отсчета.

Датчик работает следующим образом.

Секционированные обмотки 8-.11 запитывают аинусоидальными токами:

1» = 1„„S i nial t 1 = Т»ттCQ S lal t

Коэффициенты взаимной индукции меж- ду секционированными 8-11 и соответствующими несекционированными 4 и 2 обмотками равны:

Ц» »AS»»»Ф т Иу та Н COSP где М вЂ” фаза взаимного перемещения элементов 1 и 7 датчика.

Для точного канала ,р 2%Х т т для грубого канала

Ф. = ™,"(*1).

На выходе зигзагообразной обмотки 2 точного канала получают сигнал:

Е»- = »»t»»» »»ф»5 in (4Jt +Ях,4ч ), а на. выходе зигзагообразной обмотки

4 грубого каналаг

Ег = ЗЗ! Н tih(tht + нг

Pih htl

Затем фазу сигнала точного канала измеряют относительно опорного сигнала s»»»ы t, получая величину ф"., а фазу сигнала грубого канала измеряют относительно фазы сигнала точного канала, получая сдвиг на фазе

RKx

ЗЗМт

Таким образом, при одном и том же положении х фаза сигнала грубого канала в и раз меньше, чем фаза сигнала точного отсчета. Датчик может быть выполнен с несколькими обмотками точного отсчета, например двумя, среднего и грубого отсчета. В этом случае обмотки точного канала выполняют с шагом Т, среднего — с шагом у т а гРУбого - с шагом„ (»д п„)

ng? и т.д., а фазы сигнала последнего грубого отсчета измеряют относительно фазы сигнала точного канала.

Изобретение позволяет упростить технологию изготовления датчика и

Формула изобретения

1. Иногоотсчетный датчик положения, содержащий неподвижный и подвижный элементы с плоскими противолежащими поверхностями, снабженными печатными обмотками первого грубого и второго каналов в и раэ точнее первого точного, обмотки последнего вйполнены в виде периодического зигзага с периодом Т, а обмотки грубого канала — непрерывными, на одном из элементов размещены по одной несекционированной обмотке каждого из каналов,на другом элементе - по дв» секционированные обмотки каждого из каналов, обмотки каналов выполнены с разными периодами, один из элементов снабжен токоподводами для

817738

Рис, 8

Риг. 3

Составитель В. Никаноров

Редактор М. Митровка Техред М. Лоя Корректор С. Шекмар

Заказ 1470/66 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 подключения к источнику питания, отличающийся тем, что, с; целью упрощения изготовления, обмотки грубого канала выполнены с шагом ф- из прямолинейных отрезков проводников, расположенных перпендикулярно перемещению, а на элементе с токоподводами.к источнику питания проводники обмотки грубого канаЯа выполнены как продолжение проводников обмотки точного канала.

2. Способ измерения положения с помощью датчика по п.1, основанный

7 на измерении фазы сигналов точного и грубого каналов, сопоставлении фазы сигнала точного канала с опорным сигналом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что фазу сигнала грубого канала измеряют относительно фазы сигнала точного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 155035, кл. G 08 С 9/04, 1961.

2. Патент CtdA В 3181095, кл,. 336-30, 1965.