Датчик положения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ИЗЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 15.11.79 (21) 2843052/18-28 (53)M с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

G 01 В 7/00 а 01 В 7/30

Н 02 К 29/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 070831 Бюллетень ЙЯ 29 (53) УДК 621 ° 317. .39г534,14 (088.8) Дата опубликования описания 07 ° 08. 81 (72) Авторы изобретения

A.Ñ. Суляев, В.И. Федотов и В.Ф. Фнларетов

J !

F дальневосточный ордена трудового красного внайейн-политехнический институт им. В.В. Куйбышева о (71) Заявитель (54) ЛАтЧИК ПОЛОЗВНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых или линейных перемещений, например для измерения углового положения ротора многофазных вентильных электродвигателей.

Известен датчик углового положе ния ротора- бесконтактного двигателя постоянного тока, содержащий неподвижный кольцевой магнитопровод с. датчикамИ Холла, установленными в его зазорах, и ротор иэ постоянного магнита, причем зазоры шунтированы . магнитомягкими насыщающимися пере- тЗ мычками f1 ).

Недостатком датчика является большая дискретность в измерении углового положения ротора.

Наиболее близким техническим ре- Зр шением к изобретению является датчик положения, содержащий ферромагнитный статор с обмоткой, источник питания и постоянный магнит-якорь, связываемый в процессе измерений с . 2® контролируемым объектом (2).

Датчик снабжен установленным на статоре между чувствительным элементом и магнитом-модулятором, управляемым магнитным шунтом, выполнен- 30 льве из четного числа подиагничива- . емых so встречных направлениях тороидальных седречниквв, несущих обмот-. ки управления. Датчик может быть выполнен не только с тороидальныии, но также е лннейньиа статором.

Недостатком такого датчика является сложность конструкции, снижахщая его надежностьа

Цель изобретения - упрощение и повеаяен«е «адежности датч«ка.

Это достигается теи, что обмотка датчика вымел«ена с разиещенньми по всей ае длине равноотстоящиии токоотводаин, расстояние между полюсами постопнного магнита-якоря равно расстроя«тнв между соседними токоотводаии, а в качестве источника пита«ия иайользован генератор однонолярных импульсов

На чертеже приведена прннципиальная схема датчика положения.

Датчик полоожа ния содержит ферроиагнитиый статор 1 с размещенной на нем обмоткой 2, снабженной по всей ее длине равноотстоящими друг от друга токоотводаин Эа...,31...,3m.

Обмотка 2 подключена к генератору

4 однополярных импульсов. Возле статора 1 расположен подвижный относи853368

45 тельно него постоянный магнит-якорь

5. В датчике угловых перемещений статор 1 выполняется тороидальным, а якорь 5 может иметь подковообразную форму. В датчике линейных перемещений (на чертеже не показан) статор

1 — линейный, а якорь 5 может иметь подковообразную или стержневую форму. Расстояние Между полюсами постоянно го магнита-якоря 5 выполняется рав-, ным расстоянию между соседними токо-, отводами, например За-Зв и т,д.

Полюса магнита-якоря 5 ориентируют. ся относительно статора 1, или полярность импульсов генератора 4 выбирается таким образом, чтобы намагничивающая сила постоянного магнита-якоря на участке статора, находящемся между полюсами магнита, была бы направлена встречно c,ïîñòîÿííîé составляющей магнитного потока, возникающего в статоре 1 при подключении генерато- 20 ра 4.

Датчик положения работает следующим образом.

При отключенном генераторе 4 обе части статора 1 (малый его сектор — непосредственно между полюсами магнита-якоря 5 и большой сектор остальная часть статора 1) насыщены под действием потока, создаваемого магнитом-якорем 5. При этом состояния насыщения этих секторов противоположны. При подключении генератора 4 начинает перемагничиваться участок статора 1 (малый сектор) от. состояния насыщения соответствующей полярности до значения, определяемого вольтсекундной площадкой к концу поступающего от генератора .4импульса. При этом по части обмотки

2, размещенной на малом секторе статора 1, протекает ток, компенси- 4О рующий воздействие магнитного потока магнита-якоря 5 на этот участок

По другой части обмотки с размещенной на большом секторе статора 1 протекает тот же компенсирующий ток, который способствует еще большему насыщению этого участка статора

1, и ток нагрузки, подключаемой к паре токоотводов 3„ -3„ + (на чертеже не показана) обмотки 2 на перемаг-, щ ничиваемом участке.

В момент прекращения действия импульса генератора 4 ток в нагрузке прерывается, и компенсирующий ток замыкается через нагрузку, а на обмотке 2 возникает обратный импульс напряжения, величина которого зависит от значения сопротивления нагрузки, а продолжительность- определяется величиной вольт-секундной площадки импульса напряжения генератора 4.При этом среднее значение тока через нагрузку равно нулю.

Обратный импульс на обмотке приводит сердечник статора 1 в исходное состояние. Таким образом, при перемещении якоря 5 последовательно на выводах 3 -3 31 -ЗС и т.д. появляется импульс напряжения, по которому можно судить о положении магнитаякоря 5. Датчик положения может быть выполнен с линейным статором 1 и использован для измерения линейных перемещений.

Предлагаемый датчик прост по конструкции и надежен в работе.

При этом сохраняется импульсная форма сигналов на его выходе, что обуслав ливает высокую помехоустойчивость датчика.

Формула изобретения

Датчик положения, содержащий ферромагнитный статор с обмоткой, источник питания и постоянный магнитякорь, связываемый в процессе измерений. с контролируемым объектом, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, обмотка датчика выполнена с размещенными по всей ее длине равноотстоящими токоотводами, расстоя.ние между полюсами постоянного магнита-якоря равно расстоянию между соседними токоотводами, а в качестве источника питания использован генератор однополярыых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР

Р 336749, кл. Н 02 К 29/02, 1971..

2. Авторское свидетельство СССР

Р 481968, кл. H 02 К 29/02, 1974 (прототип) .

853368

Составитель Л. Гуськов

Техред .Еорректор Е. Роаисо

Редактор С. Суркова

Заказ 5616/11 Тираж 642 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