Индуктосин

и ) У 5264 У ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ соа сомтснин Соцналистичесиих Республик(088.8) 43) Опубликовано 30,07.80. Бюллетень2 по делам изобретени и открытий) Дата опубликования опис тя 30.07,80 В. А, Мв и М. инов, Т(71) Заявитель осковскии институт радиотехники, электроник и автоматикиИзобретение относится к устроиствам для преобразования аналоговых величин в цифровой код и предназначено преимущественно для измерения угловых и линейных перемещений,5Известно устройство для измерения угловых и линейных перемещений - многополюсный трансформатор с плоскими торцовыми обмотками, получивший название индуктосин. Индуктосины (поворотный илп 10 линейный) содержат подвижную и неподвижную части с плоскими обмотками. Первичную и вторичную обмотки располагают на обра)снных друг к другу торцовых поверхностях взаимно подвижных частей 1. 15Известное решение имеет су)ествснный недостаток, заключающийся в том, что обмотки возбуждения отделены от выходных обмоток воздушным зазором. Это приводит к ограничению плотности расположения 20 проводников и соответственно к ограничению передаточного отношения электрической редукции в заданных габаритах.Известен также индуктоспн, содержащий плоские подвижный и неподвижный эле менты с первичной и вторичной обмотками. Вторичная обмотка расположена на неподвижном элементе, а первичная на подвижном 2. Это техническое решение является наиболее близким к изобретению по своей З 0 осущности и получаемому результату. Недостатком его является то, что из-за размещения обмоток на подвижной части возникает необходимость применять коллекторпый узел, который усложняет конструкцию, является источником значительных дополнительных погрешностей индуктосина, вызванных электромагнитными наводками, и приводит к снижению надежности устройства.Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что на неподвижном элементе пндуктоспна поверх вторичных обмоток расположена изотропная фоточувствительная полупроводниковая пластина, отделенная от вторичных обмоток изоляцией и соединенная со стороны лобовых частеи вторичных обмоток с токо- проводящими шинами, к которым подведено переменное напряжение, а осве)аемыи источником света подвижный элемент выполнен пз оптически прозрачного материала с пепрозрачнымп полосами, расположенпымп параллельно активным проводникам вторичных обмоток, причем расстояние между непрозрачными полосамн превышает полюсное деление вторичных обмоток в целое число раз,Изобретение поясняется чертежом, на ко 75264740 45 50 55 60 тором схематически изображен линейный индуктосин в соответствии с изобретением. На неподвижном элементе 1, выполненном, например, из магнитного материала, размещена вторичная обмотка 2. Обмотка 2 может быть однофазной или многофазной в зависимости от режима использования индуктосина. Поверх обмоток 2 расположена фоточувствительная полупроводниковая пластина 3, отделенная от обмоток изоляционным слоем 4. Пластина 3 соединена со стороны лобовых частей вторичных обмоток с двумя расположенными в той же плоскости проводящими шинами 5, к которым. подведено переменное задающее напряжение от отдельного источника. Подвижный элемент б выполнен из оптически прозрачного материала. На поверхности оптически прозрачного материала размещены непрозрачные полосы 7, расположенные параллельно активным проводникам вторичных обмоток. Расстояние между непрозрачными полосами превышает полюсное деление вторичных обмоток, в целое четное число раз, Оно может быть равно шагу обмоток или отличаться от него в случае необходимости снижения уровня высших пространственныхх гармоник.Подвижная часть отделена от неподвижной воздушным зазором.Индуктосин работает следующим образом.Лучи света от отдельного источника освещения (может быть естественное освещение) проникает через элемент 6 на фоточувствительную проводящую пластину 3, создавая на ней освещенные и затемненные полосы, соответствующие полосам 7 на чертеже. Эти полосы образуют между шинами 5 участки с низким сопротивлением - до 10 - 50 Ом (токопроводящие). По токопроводящим полосам-участкам протекает переменный ток, подведенный к шинам 5 от внешнего источника. Ток в полосах вызывает появление магнитного поля, пронизывающего вторичные обмотки 2, расположенные также, как и пластина 3 на неподвижной части и отделенные от него изоляционным слоем. Электромагнитное поле наводит в проводниках вторичной обмотки 2 ЭДС. Величина этой ЭДС или фазовый сдвиг (в зависимости от режима работы индуктосина) определяется положением освещенных участков-полос с током относительно вторичных обмоток. При перемещении подвижной части положение полос также меняется, что приводит к изменению выходной ЭДС. Расстояние между непрозрачными (или прозрачными) полосами превышает полюсное деление вторичных обмоток, на 5 10 15 20 25 30 35 пример, в целое четное число раз. Это необходимо для обеспечения требуемого чередования токов в активных проводниках вторичной обмотки, так как ток во всех освещенных участках светочувствительного слоя направлен от одной из шин 5 к другой, Другая величина расстояния может быть выбрана для снижения содержания высших пространственных гармоник в кривой, огибающей выходную ЭДС. Снижение содержания высших пространственных гармоник в кривой, огибающей ЭДС, можно достичь и расположив непрозрачные полосы 7 на подвижной части под некоторым углом по отношению к активным проводникам выходной обмотки 2.В качестве фоточувствительного материала может быть использован, например, арсенпд галлия баАэ (1=0,4 - :0,8 мкм - видный диапазон), позволяющий создавать в освещенных участках плотность тока до 5 - 7 а/мм, что соизмеримо с током в первичных обмотках известного индуктосина. Изоляционный слой 4, отделяющий проводники обмотки 2 статора от фоточувствительной пластины 3 может быть очень тонким (единицы микрометров, например, при изготовлении его методами вакуумного напыления), что меньше воздушного зазора между обмотками возбуждения и выходной в известном индуктосине, где зазор составляет сотни микрометров. Поэтому уровень выходной ЭДС, а соответственно, и точность предлагаемого датчика в 3 - 5 раза выше известного. Малый зазор улучшает характер распределения магнитного поля в области вторичных обмоток, что также существенно повышает точность индуктосина. Формула изобретения 1. Индуктосин, содержащий источник света, обращенные друг к другу плоские подвижный и неподвижный элементы с первичной и вторичной обмотками, вторичная обмотка расположена на неподвижном элементе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, он снабжен источником света, первичная обмотка выполнена в виде пластины из изотропного фоточувствительного полупроводникового материала, установленного изолированно на вторичной обмотке, к торцам пластины в зоне лобовых частей вторичной обмотки примыкают токопроводящие шины с выводами, для подключения источника переменного тока, а подвижный элемент, установленный против источника света, выполнен из оптически прозрачного материала с непрозрачными полосами, причем расстояниеСоставите,:в Ь. КогиаоовТскрсд Л, Кагиышникова сдактор В. Левито Корректор 1, Беркович Заказ 1461,4 Изд. ,мо 389 Тираж 798 НПО Поиск Государствснного когвптета СССР по исаа:и изоврстспий 113035, Москва, )К, Раушская нао., д. 4,5 1 одппсиосоткрытий Типог 1 р, Сапунова, 2 между полосами превышает полюсное деление вторичной обмотки в целое четное число раз.2. Индуктосин по п. 1, отл ич а юш,ийс я тем, что непрозрачные полосы расположены со скосом относительно его поперечной оси. Источники информации,принятые во вппманпе при экспертизе1, Ахметжанов А, А. Системы передачиугла повышенной точности, М.-Л. Энер 5 гия, 1966, с, 82 - 84.2. Патент США3202948, кл, 336-115,1965.