Магнитомодуляционный датчик углового перемещения

(54 ЧИК щий тор мат ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(53) 621.317.39 ф 531.112,2(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство ССС 9 765944, кл Н 02 к 24/07, 1977.2. Авторское свидетельство СССР В 853376, кл. О 01 В 7/30, 1979 (прототип))(57) млгнитойодуляционный ДАтУГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ содержа"цилиндрический статор с равномерно расположенными по его окружности,2 отверстиями, размещенную.на перемычках между этими отверстиями секциониррванную. М-фаэную об-.мотку, кажцая фаза которой имеет р М/2 лп диаметрально расположенных парсекций, и четырехполюсный ротор,выполненный из магнитотвердого ма%териала, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапа 1 зона измерения угловых перемещений,два смежных раэноимейныхполюса роа выполнены из магнитомягкогоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования угла поворота вала в пропорциональныйэлектрический сигнал.Известен датчик угла, содержащийкольцевой статор с размещенной нанем фаэной обмоткой и ротор в видедвухполюсного постоянного магнитаГ 11,Недостатком этого датчика является ограниченная чувствительность, 10что обусловлено уменьшением глубинымодуляции при уменьшении габаритовдатчика,Наиболее близким к предлагаемомуявляется магнитомодуляционный датчик 15углового перемещения, содержащий, цилиндрический статор с равномернорасположенными по его окружности 2отверстиями, размещенную на перемычках между этими отверстиями секционированную ъ -фазную обмотку, каждаяфаза которой имеет 2/2 т диаметральнорасположенных пар секций, и четырех-.полюсный ротор, выполненный из магнитотвердого материала, полярностьполюсов которого чередуется в последовательности й -й 5 2 .Недостатком известного датчикаявляется ограниченный диапазон измерения угловых перемещений, наибольшая величина которого составляет180 угловых радиусов, из-за неоднозначности отсчета, так как периодичность выходного синусоидального сигнала в два раза выше периода вращения ротора. 40 Цель изобретения - расширениедиапазона измерения угловых пере-,мещений.Поставленная цель достигаетсятем, что в магнитомодулйционномдатчике углового перемещения, содержащем цилиндрический статор с равномерно расположенными по его окружности 7 отверстиями, размещенную 45на перемычках между этими отверстиями секционированную в"фаэнуюобмотку, каждая фаза которой имеет7/2 е диаметрально расположенныхпар секций, и четырехполюсный ротор,выполненный из магнитотвердого материала, два смежных разноименныхполюса ротора, выполнены из магнитомягкого материала,На фиг. 1 представлена конструктивная схема датчика в трехфазномисполнении; на фиг. 2 - электрическая схема соединения обмоток датчика.Датчик содержит цилиндрическийстатьр 1 с равномерно расположенны". 60ми по его окружности 2 отверстиями2 (здесь 7 = б, ю = 2), размещеннуюна перемычках 3 между этими отверстиями трехфазную обмотку, имеющуюшесть секций 4 - 9 и четырехполюс ный ротор 10. Секции 4 - 9 обмоткидатчика подключены к источнику 11питания переменного тока. Каждаяпара диаметрально противоположныхсекций 4 - 7, б - 9 и 8 - 5 образует соответствующую фазу обмоткиМагнитомодуляционный датчик углового перемещения работает следующим образом.При подключении обмоток датчикак источнику 11 питания переменноготока напряжение этого источникараспределяется между секциями 4 - 7,б - 9 и 8 - 5 трех фаз обмотки взависимости от их индуктивного сопротивления х, Выходной сигнал снимается с точки А, В и С соединениядиаметрально расположенных секций,образующих соответствующую парусекций. Индуктивное сопротивлениекаждой секции определяется магнитным состоянием степенью намагниченностиучастка внутреннего ярма статора 1 между перемычками, на которых размещена эта секция, а такжеближайшая предыдущая и ближайшаяпоследующая секции,Рассмотрим, например, изменениеиндуктивного сопротивления хб и х 9пары секций б - 9 фазы В и изменение падения напряжения в точке Впри вращении ротора 10 против часовой стрелки. При указанном на фиг. 1 положении ротора 10, соответствующем угловому положению сС= О, участок ярма между перемычками с секциями 4 - 9 - 8 находится в ненасыщенном состоянии, вследствие чего индуктивное сопротивление х 9 секции 9 максимально. При повороте ротора 10 против часовой стрелки участок ярма. между перемычками с секциями 4 - 9- 8 начинает насыщаться, снижая индуктивное сопротивление х 9 секции 9. При повороте ротора 10 на угол о = = 90 О насыщение участка ярма, определяющего индуктивное сопротивление секции 9, достигает максимума, так как все магнитное поле ротора 10 замыкается черезэтот участок, При этом индуктивное сопротивление х 9 секции 9 минимальное и останется таким при дальнейшем повороте ротоора 10 до угла о= 120 . При повороте ротора от угла о= 120 до о =210 О происходит уменьшение намагниченности участка ярма между перемычками с секциями 4 - 9 - 8 и, как следствие, возрастание индуктивного сопротивления х 9 секции д до максимума. В диапазоне угла скот 210 О до 360 индуктивное сопротивление х 9 остается максимальным и постоянным, Секция б расположена удиаметрально секции 9, поэтому диаграмма изменения ее индуктивного1060936 Составитель С. ЛукачевРедактор В. Ковтун ТехредЖ,Кастелевич Коррект лак оеСССРй.бд Подпис ного комитета ений и открыт 5, Раушская н/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн сопротивления ха сдвинута по фазена 180 относительно х. Периодическое изменение хз и х 6, сдвинутыхпо фазе на 180 ф, вйзывает перераспределение напряжения источника 11питания между секциями, вследствиечего осуществляется модуляция высокочастотного напряжения питания вточке В с частотой вращения ротора10. Аналогично, но со сдвигом пофазе на 120 а и 240 ф, происходит;изменение индуктивных сопротивленийдругих секций и напряжений в точках аз 10024/41 Тираж 602 ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, А и С обмотки датчика. В результате, на выходе датчика (точки А, В,С)образуется симметричная трехфазная система напряжений с периодом,равным периоду вращения ротора 10 5 датчика, благодаря чему имеет местооднозначная зависимость между угломо поворота ротора 10 и величинойвыходного напряжения в пределах36010 Таким образом, обеспечиваетсярасширение диапазона измерения угловых перемещений ротора.