Датчик угла

О П И С А Н И Е 309242ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликМЬВмЮФт ем ызф тмеврф щ р1 с 19,04 П Комитет по делам зобретеиий и открыти при Совете Министров СССР. И. Милюков и Б. П. Леон 3 а я витсл ь ЧИ К УГЛ 1Изобретение относится к области приборов контроля и может быть использовано при создании гироскопических датчиков угла.Недостатком существующих датчиков является действие реактивного момента на ротор, при повороте последнего из симметричного относительно статора положения, Это приводит к снижению точности работы гироскопа, а в некоторых случаях полностью исключает возможность применения датчиков этого типа несмотря на их высокие параметрические показатели,Описываемый датчик угла отличается от известных тем, что в нем ротор выполнен в виде кольца, наружный диаметр которого равен расстоянию между внутренними гранями крайних сердечников статора, а внутренний диаметр равен или меньше расстояния между серединами средних сердечников.Указанные отличия позволяют уменьшить реактивный момент, действующий на ротор.На фиг. 1 и 2 изображены варианты схем предлагаемого датчика угла,Датчик угла состоит из ротора и статора, механически не связанных между собой. Статор представляет собой четырехпалый магнитопровод 1, все сердечники которого располокены в одной плоскости. Торцевые поверхности сердечников обработаны так, что представляют собой части единой цилиндрической поверхности. Средние сердечники магнитопровода статора охватываются обмоткой возбуждения 2 датчика. Быходная обмотка состоит из двух последовательно встречно включенных кату шек 8 с равным числом витков.Каждая катушка расположена на одном изкрайних сердечников статора. Ротор 4 датчика выполнен в виде кольца, внешний диаметр которого равен расстоянию между внутренни ми гранями кргштнх сердечников, а внутренний диаметр выполнен таким, что кольцо частично пли полностью перекрывает средние сердечники мапппопровода статора. Основание ротора, обращенное в сторону статора, об разует цилиндрическую поверхность. Междуней и цилиндрической поверхностью, по которой расположены торцевые поверхности сердечников статора, образован равномерный воздушный зазор. При подключении обмотки возбужденияпредлагаемого датчика к источнику питания ипдукцируется магнитный поток возбуждения, проходящий по средним сердечникам в виде двух составляощих Ф 1 и Фз. Каждая из этих составляющих потока возбужедния, проходя через гоздушный зазор над соответствуютцим средним сердечником, разделяется на два потока Ф Ф, , и Ф, Ф,", каждый из которых ЗО направлен к одному из крайних сердечниковстатора. Потоки крайних сердечников Фз и Ф 1 представляют собой сумму составляющих потоков средних сердечников, т. е.ф 3 Ф 1 +ф 21Ф,= Ф,"+ ф" При симметричном выполнении магнитопровода статора и равномерном воздушном зазоре между статором и ротором величины каждого из потоков Фз и Ф, пропорциональны магнитным проводимостям воздушны.; зазоров над крайними сердечниками статора. Поэтому нри совпадеш 1 н геометрических осей статора и ротора, когда проводимости воздушных зазоров над крайними сердечниками равны между собой, также равны потоки в крайних сердечниках Фз и Ф.ь а следовательно, равны и э,д.с., создаваемые в катушках выходной об. мотки, расположенных на этих сердечниках. В связи с этим выходная э.д.с. датчика, равная разности э,д.с, крайних катушек, равна нулю.При угловом смещении ротора из этого положения происходит изменение проводимостей воздушных зазоров над крайними сердечниками и соответствующее ему перераспределение потока возбуждения. Равные по величине потоки Фз и Ф. индуцируют пропорциональные им э.д.с, в катушках выходной обмотки, что приводит к появлению на выходе датчика э.д,с., пропорциональной углу поворота ротора датчика.В предлагаемом датчике угла при повороте ротора из среднего положения суммарной магнитной проводимости воздушных зазоров над крайними сердечниками увеличивается. Это приводит к возникновению реактивного момента М, стремящегося еще больше повернуть ротор из симметричного положения.Одновременно с этим поворотом ротора суммарная магнитная проводимость воздушных зазоров над средними сердечниками магшггопровода статора уменьшается. Это приводит к возникновению реактивного моментаМ - , стремящегося вернуть ротор в симметричное относительно статора положение, которое5 соответствует максимальной суммарной магнитной проводимости воздушного зазора надсредними сердечниками.Таким образом, при повороте ротора предлагаемого датчика, на него действуют два10 противоположно направленных момента Ми М - .Описываемое выполнение датчика обеспечивает при заданном угле поворота ротора равенство моментов М и М - и, следовательно,15 приводит к полному исключению действия реактивного момента на ротор датчика при данном угле его поворота. Кроме того, реактивный момент, действующий при других углахповорота ротора, будет значительно меньше,20 чем у существующих трехпалых датчиков.Выходная обмотка предлагаемого датчикаможет быть также выполнена в виде двух последовательно встречно включенных катушек,одна из которых состоит из двух одинаковых25 встречно включенных катушек, расположенных на средних сердечниках, а другая из аналогичных встречно включенных катушек, расположенных на крайних сердечниках (см.фиг. 2),Предмет изобретенияДатчик угла, содержащий ферромагнитныйротор и статор в виде четырехполой плоской магнитной системы, на средних сердечниках 35 которого расположена обмотка возбуждения,а на крайних - выходная обмотка, состоящая из двух одинаковых встречно-включенных катушек, отличающийся тем, что, с целью уменьшения реактивного момента, в нем ротор вы 40 полнен в виде кольца, наружный диаметр которого равен расстоянию между внутренними гранями крайних сердечников статора, а внутренний диаметр равен или меньше расстояния между серединами средних сердечников.Составитель А. ПоповаРедактор А. В. Корнеев Техред А. А, Камышникова Корректор Е. В. Исаковказ 2464/14 Изд.1008 Тираж 473 Подписное НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова,