Датчик перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК з(51) б 01 В 7/00 Жб"510;АШНАЯП,ГО 1 й .1 Р 1 фф .,1МАЮТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий два относительно подвижных элемента, на одном из которых размещена непрерывная обмотка, выполненная в видешкалы с шагом Т, а на другом - череду,ЯО 1019218 А ющиеся между собой секции двух пространственно смещенных синусной и косинусной обмоток, выполненные в.виде лежащих в одном слое двух проводников с разным направлением токов в них и соединительного проводника, отличающийся тем, что, с целью увеличения полезного сигнала и уменьшения погрешности датчика от влияния высших пространственных гармоник, расстояние 5 между проводниками каждой секции обмоток выбрано из условия+Ь( (-Ь4в где Ь - ширина проводников, а соединительный проводник каждой секции состоит из двух частей, расположенных в разных слоях.35 40 45 50 55 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в индукционных датчиках перемещений с печатными обмотками, применяемых например, для измерения перемещений подвижных узлов станков, машин и приборов.Известны датчики перемещений типа индуктосин, содержащие два относительно подвижных элемента, на одном из которых размещена непрерывная обмотка, выполненная в виде шкалы, с шагом Т, а на другом - пространственно смещенные секционированные синусно-косинусные обмотки 1.Недостатком таких датчиков является погрешность, обусловленная наличием низших гармоник, кратных шагу расположения секций синусной и косинусной обмоток,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик перемещений, содержащий два относительно подвижных элемента, на одном из которых размещена непрерывная обмотка, выполненная в виде шкалы с шагом Т, а на другом - чередующиеся между собой секции двух пространственно смещенных на величину Т/4 синусной и косинусной обмоток, выполненные в виде лежащих в одном слое двух проводников с разным направлением токов в них и соединительного проводника.В этом датчике каждая секция синусной или косинусной обмоток состоит из двух проводников, расположенных в одном слое перпендикулярно направлению перемещения и соединенных с помощью соединительного проводника, расположенного в том же слое.Это ограничивает величину возможного расстояния между проводниками секции значением (4- - Ь), где Ь - ширина протводника, из-за необходимости размещения секции другой обмотки, смещенной на величину Т/4 2. Недостаткми такого датчика являются малый уровень полезного сигнала и неполная компенсация высших гармонических составляющих вследствие указанного ограничения расстояния между двумя ближайшими проводниками с разным направлением токов в каждой секции.Целью изобретения является увеличение полезного сигнала и уменьшение погрешности датчика от влияния высших пространственных гармоник. Поставленная цель достигается тем, что в датчике перемещений, содержащем два относительно подвижных элемента, на одном из которых размещена непрерывная обмотка, выполненная в виде шкалы с шагом Т, а на другом - чередующиеся между собой секции двух пространственно смещенных синусной и косинусной обмоток, выполненные в виде лежащих в одном слое двух проводников с разным направлением токов в них и соединительного проводника, расстояние 5 между проводниками каждой 10 15 20 25 30 секции обмоток выбрано из условия+т 4+Ь (5 -- Ь, где Ь - ширина проводников,2а соединительный проводник каждой секции состоит из двух частей, расположенныхв разных слоях.На фиг, 1 представлен вариант датчикаперемещений в линейном исполнении; нафиг. 2 - фрагмент выполнения соединительных частей обмоток.Датчик перемещений содержит непрерывную обмотку 1, расположенную на одном из подвижных элементов датчика, атакже синусную 2 и косинусную 3 обмотки,расположенные на другом элементе датчика.Секции непрерывной обмотки 1 расположены с шагом Т, а секции синусной и косинусной обмоток, каждая из которых состоит из двух проводников 4 и 5, соответственно, чередуются между собой и размещены на расстоянии Т/4,Соединительные проводники, связывающие электрические проводники 4 - 4 или5 - 5 соответственно, выполнены с помощьюдвухслойной печати (фиг, 2) и состоят издвух частей), одна из которых, напримерчасть 6 расположена в одном слое, а часть7 расположена в другом слое.Аналогично может быть выполнен датчик и в круговом исполнении.Датчик перемещений работает следующим образом.К непрерывной обмотке 1 подводится напряжение синусоидальной формы. При взаимном перемещении обмотки 1 относительносинусной 2 и косинусной 3 обмоток в нихнаводится ЭДС, амплитуда которой пропорциональна величине перемещения.В датчике перемещений при указанномисполнении синусной 2 и косинусной 3 обмоток взаимная индуктивность М , обмоток 1 и 2 может быть определена формулой 12=Аз 1 пп х х, (1)ти и зщ г з 1 п т з 1" тплитуда и-й гармоники взаимоиндукции М,г - шаг непрерывной обмотки 1;а - ширина проводников обмотки 1;Ъ - ширина проводников обмоток 2и 3;Ь - расстояние между ближайшимипроводниками с разным направлением токов секции;х - перемещение;С и - конструктивный коэффициент.Взаимная индуктивность М, з обмоток 1и 3 определяется аналогично.Из формулы (1) следует, что коэффициент з 1 п - "д описывает особенности представленной конструкции. Очевидно, что дляустранения высших пространственных гармоник, например 3, 5, 7 и т. д., достаточновыбрать расстояние Ь равным - , -- , -и т. д. Так что с учетом ширины проводйиков эта величина определяется пределами 1/ +ЬЯТ/2 - Ь. При этом амплитуда первой