Датчик угловых перемещений

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) 5 001 В 7/3 ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЭОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ чение А-А чение; продо на фи Дн г. 1. атчик угловых пер ний ферромагнит ого расположены разные статор 2 и иэ немагнитного ропроводностью. т в своих цилиндр с угловым размер рхности статора 2емещении содержит ый стакан 1, внутри коаксиально стакаротор 3, выполнен- металла с высокой Статор 2 и ротор 3 ческих стенках окна м 180, На внешней размещена обмотка внеш котор нооб ные элект имею 4 и 5 паве тично представлен ин угловых перемещений(71) Куйбышевский филиал Всесоюзного института машиностроения им. А,А.Благонравова(56) Авторское свидетельство СССРМ 1315791, кл, 6 01 В 7/30, 1985.(54) ДАТЧИК УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности индуктивного датчика угловых перемещений. Последний содержит электропроводные статор 2 и ротор 3, имеющие в своих цилиндрических стенках окна 4 и 5 соответственно с угловым размером 1800, площадь взаимного перекрытия которых изменяется при вращении ротора. Это приводит к изменению индуктивности обмотки 6 датчика, размещенной на каркасе, который прикреплен к внешней поверхности статоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля угловых перемещений вращающихся обьектов,Целью изобоетения является повышение точности измерения угловых перемещений за счет увеличения чувствительности датчика,На фиг, 1 схемадуктивный датчик ра. Снаружи статора 2 размещены коаксиально с ним два электропроводных стакана 9 и 10 с окнами, имеющими угловой размер 180. Один иэ стаканов 9 жестко скреплен со статором так, что окна 4 и 11 в них были расположены одно напротив другого. Второй стакан 10 жестко соединен с ротором 3, причем окно 12 в нем расположено напротив окна 5 в роторе. Имеются еще два ферромагнитных стакана 1 и 8, один иэ которых размещен внутри ротора, а другой - снаружи статора. Эти стаканы жестко скреплены с ротором и вращаются вместе с ним, обеспечивая увеличение максимального значения индуктивности обмотки 6 датчика, когда окно 4 статора совпадает с окном 5 ротора, вследствие чего полувитки обмотки 6 в области окна полностью перекрыты ферромагнитными стаканами. Злектропроводныс стаканы 9 и 10 уменьшают минимальное значение индуктивности обмотки 6, которому соответствует полное перекрытие окна 4 в статоре электроводными участками ротора, 2 ил.б датчика, выполненная в Виде катушки ид 1(ктивности, рязмегценной ня цюиндриеском диэлектрическом каркасе (,Внутри ротора 3 закреплен коаксАальнО с ним ФерромагнАтиы 1 стакЯн 8, С(Оч" жи Обмотки б расположены коаОсия ьО Отделенные один от другоо зазора.; я С 1 якяня 9 и 10 выполненыо из злеп:и ВОднОГО Н 8 мя нитнОГО мяерияля и имею" иие В своАх цидиндричгСих с Генках Ок.я 11, 12 с угловьм размером 180, Обя ферромЯГнитных стакана , 8 и Зг 8 троп рОВОДный стаа. 10 жестко скреплсны между Собой и с ротором; заклепками 13 тяк, чтобы О; я 5. 12 были расположены Друг напротив Дзуга, Другой эле;(трог;роводный стакан 9 жес - тко соединен с эг 8(тропрОБОдьым стя 1 оро( ЯКЛ ПКЯМИ 1 ГЯ" ьР"и О"- ,О".- -,лягались одно против дсэгого,Датчик угловых перемеЦехЯботавДующим Образом.В исхОДном ГОрох(ен.;, (От.;эпленных к нему стаканов 1., 8 О окно -.с-я Оря 2 и(ГНаст О пзп;.ъ//ь 1 то т алом р и.а о(НО 1 1 В пци 1 Оепленном к ( Я го(стяканс 9 полностью перекоыто телом элегропроводного стакана 10. Зто поОх(ениеОотООЯ 3 моя(ет Оыгь принятО за начало ОтСчета, ТЯК КЯК ВЕЛИЧИНЯ ИндуТАВгести Оа"мо 1;(и б минимал ня В;"ле( Твие максимальноГО влияния электропровадги.;( метаддических участков ста-;ВОЯ 2. Пп.ТОО" 3 И д СО 1(ОЭЛЕКтрап роворныч; 1 В 1;:9, 10. При угловом перемешении (о ргт.оря 3с 4 уи 1 но " н О вчтои О".мотки : поя-: "ются Оолясти, н 8 пер 8 рыть 8 эдетропрс"Водными частями статора 2, Оотооа 3,снаоух(и Обмо".(и б ГОявляОтся области, эп 8 О 8 крыть 8 элек; ропроводкыми -ястя.1 иВьсокоэлектрОпроводных стаканов 9, 10бгЯгодаря чему индуктивность Оомотки буВ 8 личивя 8 тся пропорционально утлу Г ОВОрога ротора 3, достигая при его углово;.:перемещениА (о= 180 своего максималеНОГО значениЯ. При Влюч 8 нии Обмотки биндуктивности В Одно из плеч мостовой схемь не показана), В друГО 8 пл 80 0 орОГОвключена эталонная катуц.ка иьдуктивностА, напряжение на выходе этой схемы буДВТ ИЗМЕНЯТЬСЯ ПРОПОРЦИОНЯЛЬНО УГЛОВОМУперемещению р ротора 3,ВЕЛИЧИНЯ ИНДуКТИВНО(ТИОбМОТКИ бскладьвается из индуктивности Е Полувитков обмотки, расположенных на сплошнойповерхности статора, и индуктАВности2полувитков, расподоженных в ОбластА окна4. в статоре.При углоВОм пер 8 мегдении роторЯ 3 меня 8 тся лишь величина инДуктивнОсти 2 О 15 Гу 0 .5 10полувитков, расположенных в области окна 4 статора, в то время как величина индуктивности И не изменяется при вращении ротора, Однако благодаря влиянию электропроводного стакана 9 с окном 11, экранирующего соответствующие участи полувитков этой обмотки с внешней стороны, происходит уменьшение И, что приводит к увеличению относительной чувствительности датчика, Второй ферромагнитный стакан 8 и высокоэлектропроводньА стакан 10, жестко соединенные с ротором, влияют на изменение индуктивности 12 полувитков обмотки б.Поскольку при вращении ротора 3 происходит синхронное перекрытие окон снаружи и внутри обмотки б индуктивности,то при (р= 0 за счет экранирующего влияния электропроводящих участков стакана 10 на величину Е 2 уменьшается общая величина индуктивности обмотки б. Соответственно при Ц= 180 за счет влияния ферромагнитного стакана 8 ня величину Е 2 увеличивается общая величина индуктивности обмотки б.Очевидно, что благодаря уменьшению минимума и увеличению максимума индуктивностА обмотки 6 происходит увеличение чувствительности датчика, а следовательно, и точности измерения им угловых перемещений,Механическое соединение ферромагнитного стакана 1 с электропроводным стаканом 10 обеспечило уменьшение зазора между ними и обмоткой б, что также повышает чувствительность датчика. При этом стакан 1 вьполняет две функЦии, экранируя обмотку б от внешних электромагнитных помех и являясь частью ротора датчика,Формула изобретения Датчик усовых перемещений, содержащий стакан, выполненный из ферромагнитного материала, размещенные в нем оаксиально статор и ротор, выполненные также в виде стаканов из эдектропроводного неиагнитного материала и Амеющие в своих с Генках окна с угловым размером 180, расположенные с возможностью изменения площади их взаимного перекрытия, установленный на внешней поверхности стятора диэлектрический каркас и размещенную на нем братушку индуктивнасти, отличающийся тем,что,сцелью повышения точности за счет увеличения чувствительности, он снабжен вторым стаканом, выполненным из ферромагнитного материала, размещенным внутри ротора и жестко соединенным с ним, и двумя коаксиально размещенными снаружи катушки стаканами, выполненными из электропро1652808 Составитель С. СкрыпникРедактор Е. Копча Техред М.Моргентал Корректор В,Гирня эказ 1765 Тираж 393 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-З 5, Раущская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина водного немагнитного материала и имеющими в своих стенках окна с угловым размером 180, один из которых жестко соединен со статором так, что окна в них расположены одно напротив другого, а другой жестко соейй 2динен с ротором, к которому прикреплен также и первый ферромагнитный стакан, причемокна в роторе и во втором злектропроводномстакане расположены одно напротив другого.5