Датчик угловых перемещений

)и институт зеров и Е.Е о ССС1984.о ССС1988,(57) Иэа ной тех ТыИК У о .-.Те н нике и атчика ти мещения в перем ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫГИРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ)е относится к измерительимеет целью повышение точгловых перемещений за счетостоянства сил электромагИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в машиностроении для контроля положения рабочего органа металлорежущих станков,Известен датчик угловых перемещений, содержащий неподвижный магнитопровод с явно выраженными пятью полюсами и размещенч)ыми на них обмоткой возбуждения и четырьмя измерительными обмотками, включенными попарно последовательно - встречно и якорь, выполненный в виде сплошного плоского ферромагнитного диска и установленный под углом к плоскости полюсов магнитоп ровода, расположенного симметрично относительно оси вращения якоря,таткам данного датчика угловых ений является низкая точность нитного взаимодействия между неподвижным Ш-образным магнитопроводом 1 и установленным с постоянным зазором к торцам стержней магнитопровода 1 ферромагнитными дискообразным якорем 8, выполненным из двух частей 10 и 11, разделенных сквозной щелью 12, имеющей форму спирали Архимеда, При вращении якоря 8 вокруг оси 15 сквозная щель 12 перемещается в пределах ширины торца центрального стержня магнитопровода 1, что обесеае пропорциональность изменения площади перекрытия торца стержня 2 углу поворота якоря 8 и, как следствие, линейность выходной характеристики и постоянство сил электромагнитного взаимодействия, 2 ил,преобразования углового переэлектрический сигнал,Наиболее близким по технической сущности является преобразователь угловых перемещений, содержащий Ф-образный магнитопровод с зазором. размещенную на его центральном стержне первичную обмотку, размещенн)ые на боковых стержнях последовательно-встречно соединенные вторичные обмотки и якорь, установленный в зазоре магнитопровода с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси симметрии магнитопровода и выполненный в виде полого цилиндра со сквозной щелью в форме одного витка винтовой линии на его поверхности,Недостатком известного преобразователя угловых персмещений является низкая точность преобразования за счет непосто 176895010 ли 40 45 50 55 янства сил электромагнитного взаимодействия между якорем и Ф-образным магнитопроводом,Цель изобретения - повышение точности датчика,Поставленная цель достигается тем, что в известном датчике угловых перемещений, содержащем трехстержневой магнитопровод, размещенную на его центральном стержнем первичную обмотку, расположенные на его боковых стержнях вторичные обмотки, соединенные встречно-последовательно и установленный с возможностью вращения якорь, имеющий сквозную щель, а центральный стержень магнитопровода размещен напротив щели, якорь выполнен в виде диска и расположен так, что ось его вращения параллельна оси центрального стержня магнитопровода, который выполнен Ш-образным, торцы его стержней параллельны плоскости якоря, а щель в якоре заполнена диамагнитным веществом и имеет форму спирали Архимеда, радиус р которой выбран из условияР=Ро+ Рагде ро - начальный радиус спирали,а - ширина торца центрального стержня магнитопровода;р - угловая текущая координата спираНа фиг,1 представлен общий вид датчика угловых перемещений; на фиг.2 - поперечный разрез датчика.Датчик угловых перемещений содержит неподвижный Ш-образный магнитопровод 1, включающий центральный 2 стержень, на котором размещена первичная 3 обмотка и боковые 4 и 5 стержни, на которых размещены вторичные 6 и 7 обмотки, соответственно. Первичная 3 обмотка подключена к источнику питания переменного тока (не показан), а вторичные б и 7 обмотки соединены встречно-последовательно и подключены к измерительной схеме (не показана). Якорь датчика выполнен в виде ферромагнитного диска 8, ось вращения которого параллельна оси центрального стержня 2 магнитопровода 1, закрепленного по отношению к диску 8 якоря с постоянным зазором 9. Диск 8 якоря разделен на две части 10 и 11 сквозной щелью 12, заполненной диамагнитным веществом и имеющей форму спирали 13 Архимеда, радиус р которой выбран из условия Р - Ро +агде ро - начальный радиус спирали; 20 25 30 35 а - ширина торца центрального стержня 2 магнитопровода;р - угловая текущая координата спирали,Плоскость 14 торцев стержней магнитопровода 1 параллельна плоскости диска 8 якоря. Вал 15, на котором жестко закреплен диск 8, связан с контролируемым объектом.Неподвижный магнитопровод 1 закреплен по отношению к диску 8 так, что его продольная плоскость 16 симметрии совпадаетс радиальной плоскостью диска 8, а центральный 2 стержень магнитопровода 1 расположен против щели 12, причем, при вращении диска 8 стержень 2 находится между начальной 17 и конечной 18 точками спирали 13,Датчик угловых перемещений работает следующим образом,В исходном положении якоря (см. фиг.1) участок щели 12 размещен в зоне торцевой поверхности центрального 2 стержня так, что дели" площадь этого торца на две равные части. В этом положении якоря магнитные потоки; создаваемые первичной 3 обмоткой в боковых 4 и 5 стержнях, вследствие одинаковых площадей и постоянной величины зазора 9 равны. Соответственно равны и ЭДС, создаваемые этими потоками по вторичных 6 и 7 обмотках, а поскольку они включены встречно последовательно, то и выходной сигнал датчика угловых перемещений равен нулю. При угловом перемещении контролируемого объекта и связанных с ним вала 15 с диском 8 щель 12 смещается в зоне торцевой поверхности центрального 2 стержня на величину, линейно пропорциональную контролируемому перемещению, Это приводит к перераспределению магнитных потоков в боковых 4 и 5стержнях, и, следовательно, к изменению величины ЭДС, наводимой во вторичных 6 и 7 обмотках к появлению на выходе датчика ЭДС, по величине и фазе которой определяют величину и направление углового перемещения контролируемого объекта, Поскольку перераспределение магнитных потоков при вращении диска 8 происходит пропорционально изменению площадей торцевой поверхности центральногс 2 стержня и коэффициент пропорциональностипостоянен, то датчик перемещений обеспечивает линейность выходной характеристики,Формула изобретения Датчик угловых перемещений, содержащий трехстержневой магнитопровод, размещенную на его центральном стержнепервичную обмотку, расположенные на его боковых стержнях вторичные обмотки, сое1768950 плоскости якоря, а щель заполнена диамагнитным веществом и имеет форму спиралиАрхимеда, радиуср которой выбран из условия 7 9,Г; Д,оставитель Е.Агафоновехред М,Моргентал Коррект Керецман льдман едакт Заказ 3637 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская нэб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 диненные встречно последовательно, и установленный с возможностью вращения якорь, имеющий сквозную щель, а центральный стержень магнитопровода разме-щен напротив щели, стержень магнито провода размещен напротив щели, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, якорь выполнен из диска и расположен так, что ось его вращения параллельна оси центрального стержня 10 магнитопровода, который выполнен Ш-образным, торцы его стержней параллельны э =оо +агде ро - начальный радиус спирали;а - ширина торца центрального стержня магнитопровода;о - угловая текущая координата спирали.