Датчик положения

ОПИСАНИЕ 26215ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республиквисимое от авт. свидетельства 1 чоо Кл. 74 Ь, 8/04 Заявлено 22,Ч 111.1968 ( 1264677/18-24) исоединением заявки Ме 1 ПК б 08 Прио рите Нохтитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРубликовано 06 Л,1970, Бюллетень Мо 4 та опубликования описания 25 Х.1970 ДК 531.14.083.8, Левин и А, А. Барано явител АтЧИК ПОЛОЖЕН м образом, на статоре семь пол юсных выс но расположены один по зубцам полюсног равным шагу по зтб о зубцам 1 и 11, 111 и выбирается равным 2 датчика имееттупов бкоторые против другого. о выступа 5 выбицам сердечника 1, Ю полюсных выки попар рается Шаг п ступов Изобретение отнооится к области автомапического управления и контроля.Известны датчики положения, содержащие зубчатый ротор и П-образный зубчатый статор с полюсными выступами с обмотками возбуждения и выходной..Предложенный датчик отличается от известных тем, что в нем две пары полюсных выступов статора охвачены катушками одной ветви обмотки возбуждения, а две другие пары - катушками другой ветви, подключенной к источнику питания через резистор и конденсатор, прычем,шаг по зубцам каждого полюсного выступа равен шагу по зубцам сердечника, шаг по зубцам крайних смежных полюсов отличается от целого числа зубцовых делений сердечника наполовину, а шаг по зубцам средних смежных полюсов - на одну четверть.Это позволяет повысить чувствительность и линейность на всем диапазоне перемещения. 20На чертеже дана конструктивная схема датчика.Датчик состоит из зубчатого подвижногосердечника 1, П-образного зубчатого статора2, закрепленного.в корпусе Д. На обращенных 2друг к друту зубчатых поверхностях статора2 размещены катушки обмотки возбуждения 4,при этом между пазами для размещения указанных обмоток образуются полюсные вьхстуны 5 (1 - Ю), на каждом из которых расположено а зубцов (на чертеже а = 3),К, - 1,2 / по,зубцам П и 111 полюсных выступо 1 з -- 11 Кз+ - 1 4 1где: 1 - шаг по зубцам сердечника Кг, Кз - целые числа. Каждая из двух .ветвей обмотки возбуждения состоит из четырех катушек, включенных последовательно. При этом катушки одной ветви располагаются на 1, 1, П, 11 полюсных выступах, а,катушки другой ветви - на 111, П 1, 1 У, 1 Г полюсных выступах.В отличие от второй ветви, катушки первои ,ветви возбуждения включаются на тот же (А, В) источник переменного тока, но через активное сопротивление Р и емкость С. Сопротивление Я и емкость С подбираются таким образом, чтобы токи в ветвях были одинаковыми, но сдвинутыми друг относительно друга на фазовый угол 90.), 1 - 180 г),Выходная обмотка 6 размещена на среднейчасти статора 2 и сцепляется с общим магнитным потоком,Датчик работает следующим образом,При включении обмотки возбуждения 4 в ееветвях появляется двухфазный переменныйток, который обусловливает потоки полюсныхвыступов 6.В показанном на чертеже положении максимальный поток возникает в первой паре полюсных вьгступов (магнитное сопротивлениевоздушного зазора этой пары минимально),а минимальный, но противоположного знакав любой момент времени (другое направлениен. с. катушек), - во второй паре.С обмоткой 6 сцепляется разность указанных потоков, возбужденных токами первойветви. Таким образом, первая ветвь имеетнаибольшее потокооцепление с выходной обмоткой 6, т.е. фаза э.д,с. выходной обмотки 6совпадает с фазой э.д.с. первой ветви обмоткивозбуждения 4,Катушки второй ветви возбуждают равные,но противоположно направленные магнитныепотоки, т.е. результирующий магнитный потокэтой вепви равен нулю (проводимости П 1 и 1полюсов равны по величине).При перемещении сердечника вправо иливлево от положения, показанного на чертеже,потокооцепление выходной обмотки 6 с первой ветвью обмотки возбуждения 4 уменьшается (уменьшается результирующий поток 1 и11 полюсов), а со второй ветвью - увеличивается. Фаза магнитного потока, возбужденноговторой ветвью, отличается на 90, поэтомуамплитуда результирующего потока, сцепленного с выходной обмоткой 6, не изменяется сперемещением сердечника 1, а фаза последнего плавно уходит в ту или иную сторону.Если выразить проводимости соответствующих пар полюсов через линейное перемещение 1:Х, = ао + а, згп1 - 180),360 то потокосцепление выходной обмотки определится равенствомФ, = 2 Росоз го 1(Х - Х 2) +з 1 п го 1(Хз - Х)со, =10 катушек возбуждения катушек возбуждения где Ро соз го 1 - н. с.первой ветви;Ро згп гог - н.с.второй ветви. 20 Таким образом, при отсутствии высших гармонических в,составе разложения проводимостей полюсных выступов б в ряд Фурье (что можно обеспечить выбором относительной ширины зубцов и скоса последних), фазовый 25 сдвиг выходного напряжения пропорционаленсмещению 1, а чувствительность обратно пропорциональна шагу по зубцам сердечника 360 30 Предмет изобретения 35 Датчик положения, содержащий зубчатыйротор и П-образный зубчатый статор с обмот ками возбуждения и выходной, отличающийся тем, что с целью повышения чувствительности и линейности на всем диапазоне перемещения, 40 в нем две пары полюсных выступов статораохвачены катуцгками одной ветви обмотки возбуждения, а две другие пары - катушками друтой ветви, подключенной к источнику питания через резистор и,конденсатор, причемшаг 45 по зубцам каждого полюсного выступа равеншагу по зубцам сердечника, шаг,по зубцам крайних смежных полюсов отличается от целого числа зубцовых делений сердечника наполовину, а шаг по зубцам средних смежных 50 полюсов - на одну четверть.Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 1111/16 Тираж 500 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5