Преобразователь электрическогосигнала b угловое перемещение

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ :ТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (п)842902 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.09. 79 (21) 2820931/18-24 (51)М. Кд- . с присоединением заявки K G 08 С 9/04

Н 01 F 21/06.

Гееудпрстеенный кемнтет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 681.325 (088. 8) Опубликовано: 30.06.81,Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.06.81 (72) Авторы изобретения

Н.А, Ахраров и А.В. Никулин

Уфимский завод горного оборудования, (7! ) Заявитель (,54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА

В УГЛОВОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ.

Изобретение относится к автоматике и может битть использовано в системах автоматического и автоматизированного регулирования объектами.

Ф

Известно устройство для преобразования ЭДС в угловое перемещение, содержащее два нез амкнутых ферромагнит- ных кольца, обмотку возбуждения, две измерительные обмотки, равномерно распределенные по ферромагнитным кольцам, и подвижный ферромагнитный сердечник (1l .

Данное устройство может быть использовано для преобразования ЭДС в угловое перемещение в малом диапазоне (320-340 )„кроме того, оно обла,цает малой чувствительностью из-за ограниченного рабочего диапазона, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многооборотный бесконтактный потенциометр; который. содержит магнитную систему, состоящую иэ двух полых неподвижных ферромагнитных стаканов

2 и центрального ферромагнитного стержня, на который насажен ферромагнитный вращающийся диск,.входную и компенсирующую обмотки, два элемента

Холла, укрепленных в специальных зазорах крайних оснований центрального

Р ферромагнитного стержня, причем отсутствию сигнала на выходе элементов Холла соответствует равенство. ампер-витков неподвижной обмотки с измеряемым (преобразуемым} постоянным током и навиваемой обмотки со стабильным постоянным током. Преобразователь может быть использован для преобразования электрических токов и ЭДС в перемещение (23.

Недостаток этого преобраэователяналичие сложного перемоточного устройства, состоящего из двух каркасов с одинаковым числом спиральных канавок, один из которых надет на центральный стержень магнитной системы, а другой установлен на врашающемся стержне и связан с первым кар8429. Расширение диапазона перемещения подвижной части преобразователя до

+10 и более достигается за счет того, 3 касом. При намотке компенсирующей обмотки с первого каркаса на второй первый виток будет сдвинут относительно второго, второй относительно третьего и т.д. (величина расстояния зависит от формы канавок) . Такая намотка является источником дополнительных погрешностей и приводит к нелинейности статической характеристики преобразователя. 10

Цель изобретения — упрощение конструкции, расширение диапазона перемещегпля подвижной части при одновременном повышении чувствительности и линейности статической характеристики. 15

Поставленная цель достигается тем, что в хгреобразователь электрического сигнала в угловое перемещение, содержащий неподвижный:магнитопровод, подвижный магкитопровод, соединенный с 20 валом реверсивного электродвигателя, двухсекционнуго обмотку возбуждения, подвижную двухсекционную сигнальную обмотку, расположенную на каркасе, укрепленном на подвижном магнитопро- 25 воде, два элемента Холла и усилитель, выходы которого. соединены с управляющей обмоткой реверсивного электродвигателя, введены два трапецеидальных выступа, закрепленных на неподвижном магнитопроводе, неподвижная двухсек" ционная сигнальная обмотка, расположенная на общем каркасе с обмоткой возбуждения, и фазовращатель, один вход которого соединен с началом одной секции неподвижной сигнальной обмотки, другой вход — с концом другой секции неподвижной сигнальной обмотки, один выход фазовращателя соединей с одним входом усилителя, другой 40 вход которого соединен с первым выходом последовательно соединенных элементов Холла, второй выход которых соединен с другим выходом фазовращателя, причем подвижная двухсекционная сигнальная обмотка выполнена из, и -жильного ленточного ггровода (жилы соединены между собой последовательно-согласно) и соединена последовательно" встречно с неподвижной двухсекционной сигнальной обмоткой, а элементы Холла расположены диаметрально противоположно на трапецеидальных выступах, выполненных из магнитомягкого материала, 55

02 4 что навиваемая двухсекционная сигнальная обмотка в начальном положении подвижного магнитопровода

Повышение чувствительности достигается расширением диапазона перемещения подвижной части преобразователя и помещением элементов Холла на диаметрально противоположных выступах в полости неподвижного магнитопровода.

Упрощение конструкции и увеличение линейности статической характеристики достигается использованием в преобразователе неподвижной двухсекционной сигнальной обмотки, с которой последовательно-встречно соединена навиваемав двухсекционная сигнальная обмотка, состоящая из и -жильного ленточного провода.

На фиг. 1.представлена схема компенсирующего элемента преобразователя электрического сигнала в угловое перемещение; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема соединения элементов преобразователя.

Компенсирующий элемент КЭ (фиг.1) содержит неподвижный магнитопровод, состоящий из двух торцевых магнитопроводов 1 и магнитопровода 2, выполненного для упрощения технологии сборки из двух U -образных деталей, трапецеидалвных выступов 3, на которых расположены элементы Холла 4, подвижной двухсекционной сигнальной обмотки 5, двухсекционной обмотки 6 возбуждения, подвижного магнитопровода 7 и неподвижной двухсекционной сигнальной обмотки 8.

Преобразователь электрического сигнала в угловое перемещение (фиг.2) состоит из компенсирующего элемента

КЭ, фазовращателя 9, фазочувствительного уеилителя 10 и реверсивного электродвигателя 11.

Работа преобразователя заключается в следукгцем.

При подключении обмотки бвозбуждения к источнику переменного напряжения в магнитной системе компенсирующего элемента появляется переменный

1 ггагнитный поток Ф. Под действием по2902 6

5 84 гока Ф преобразуемые ток 1g или ЭДС

Е11, подаваемые на вход элементов Хол-; ла 4, преобразуются в переменную ЭДС

Холла Е ю„. Эта ЭДС усиливается фазо- чувствительным усилителем 10 и подается на реверсивный электродвигатель

l1, который вращает подвижный цилиндрический магнитопровод с двухсекционной навиваемой.сигнальной обмоткой

5 до тех пор, пока на выходе сигнальной обмотки, образованной из двухсекционной навиваемой 5 и двухсекционной неподвижной 8 обмоток, не появится

ЭДС Ес, равная после фазовращателя 10 по величине Е

Угол поворота подвижной части пре образователя пропорционален току 1 (ЭДС Е„).

От начального положения подвижно-. го магнитопроводао(o =0 преобразование электрического сигнала в зависимости от полярности может осуществляться, в пределах «+ 103 и более.

Это достигается благодаря тому, что при * =0 число витков неподвижной сигнапьнай Ф равно числу витков навиваемой сигнальной обмотки 14я т.е..М =+, и на выходе обеих обмоток„ включенных последовательно-встречно, сигнал равен нулю. При преобразовании сигнала одной полярности вращение подвижного магнитопровода происходит от положения < =0 на ю(=+103, а при смене полярности в другую сторону от < =0 на аС:=-10K, Формула из обр ет ения

Преобразователь электрического сигнала в угловое перемещение, содержащий неподвижный магнитопровод, подвижный магнитапровод, соединенный с валом реверсивного электродвигателя, двухсекционную обмотку возбуждения, подвижную двухсекционную сигнальную

2$

39

45 обмотку, расположенную на каркасе, укрепленном на подвижном магнитаправоде, два элемента Холла и усилитель, выходы которого соединены с управляющей обмоткой реверсивного электродвигателя, а т л и ч а ю шийся . тем, . что, с целью упрощения конструкции, расширения диапазона перемещения подвижной части при одновременном повышении чувствительности и линейности статической характеристики преобразователя, в него введены два трапецеидальных выступа, закреппенных на неподвижном магнитопроводе, неподвижная двухсекцианная сигнальная обмотка, расположенная на общем каркасе с обмоткой возбуждения, и фазовра-. щатель, один вход которого соединен с началом одной секции неподвижной сигнальной обмотки, а другой вход — с концом другой секции неподвижной сигнальной обмОтки, один выход фазавращателя соединен с одним входом усилителя, другой вход которого соединен с первым выходам последовательно соединенных элементов Холла, второй выход которых соединен с другим выходом фазовращателя, причем подвижная двухсекционная сигнальная обмотка выполнена из и -жильного ленточного провода, жилы которого соединены между собой последовательно-согласно, и- соединена последовательно-встречно с неподвижной двухсекционнай сигнальной обмоткой, а элементы Холла расположены диаметральна противоположно на трапецеидальных выступах, выполненных из магнитамягкаго материала, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Зарипов М.Ф. Преобразователи с распределенными параметрами. M., "Энергия", 1969, с. 59-60.

2. Авторское свидетельство СССР

У 239419, кл. Н 01 F 21/06, 1967 (прототип).

842902

Составитель К. Бударина

Техред И. Асталош Корректор Ю. Макаренко

Редактор Н. Бушаева

Заказ 5109 65 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4