Фазовый датчик линейных перемещений

Соез Соевтскмк Соцмивстичезиа Расвубеж(22) Заявлено 260379 (21) 2740566/25-281с присоединением заявки МУГОсударстаеяный иемзиет СССР ве делам мзобретевма в еткрытай(53) УДЫ 621 317 .39:531,14 (088.8) Дата опубликоаания описания . 15.02.81 гА.К. Клименко, С.П. Порошин и В.Н. Р етниковГюу(54) ФАЗОВЫЙ ДАТЧИКЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано, в частности, дляизмерения относительных линейныхперемещений в автоматиэируемых металлорежущих станках с программнымуправлением и клетях прокатных станов.Известны линейные Фазовые преобразователи (Фазорегулирующие устройства), преобразующие поступательноеили вращательное движение в сдвигФаэ между выходным сигналом преобразователя и питающим датчик токомнли напряжением, В этих преобразователях используется либо бегущеемагнитное поле, создаваемое двухфаз-.ной первичной обмоткой, либо пульсирующее поле, создаваемое питающимпервичную обмотку однофъзвым током,с преобразованием снимаемых со вторичной обмотки амплитуд сигналовв Фазовый сдвиг при помощи Фазовращающей ВС-цепочки 1,Недостатком данных преобразователей является ограниченная точностьизмерения,Наиболее близок по техническойсущности к предлагаемому фазовый,датчик линейных перемещений, содержащий втулку с размещенными на ееповерхности в канавках многозаходной винтовой резьбы секциями первичной обмотки, охваченный втулкойчетырехэаходный червячный винт сразмещенной на его поверхности в канавках резьбы вторичной обмоткой,которая выполнена четырехсекционнойв виде двух пар уложенных бифилярно 10 и соединенных последовательно - согласно секций, смещенных одна относительно другой на четверть шагарезьбы, и равные по величине активноеи емкостное сопротивления, включен ные в цепь вторичной обмотки 2 и 131К нецостаткам этого датчика относятся погрешности, вызванные отклонением от сивусондальвой формы питающих первичную обмотку токов, а 3) также ннличие пространственных гармоник высшего порядка в сигнале,возбуждаемом в секциях вторичной обмотки парой бнфнлярно соединенныхсекций первичной обмотки.25 В современных устройствах, использующих рассматриваемые фазовые преобразователи, на:ряжение питанияпоследних формируют путем выделенияпервой гармоники иэ импульсов в виде 3 О "меандра", содержащего сумму нечетных гармоник. В отфильтрованном сиг-нале содержатся ослабленные высшиегармоники, иэ которых наибольшуювеличину имеет третья.Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается:тем, что втулка выполнена шестизаходной, а первичная обмотка выполнена ввиде трех соединенных звездой парсекций, уложенных бифилярно, соединенных последовательно-встречно исмещенных одна относительно другойна треть шага резьбы.На фиг. 1 представлен фазовыйпреобразователь, общий вид; нафиг. 2 - схема соединения обмоток.Преобразователь содержит втулку 1из немагнитного злектроизоляционногоматериала и охваченный втулкой винт2. На поверхности втулки 1 по многоэаходным винтовым линиям размещенабифилярная секционированная первичная обмотка в виде секций 3-4, 5-6и 7-8, питаемая сдвинутыми по фаз:на треть периода напряжениями переменного тока.В канавках резьбы червячноговинта размещены со сдвигом одна относительно другой на четверть шага резьбыбифилярные секции 9-10 и 11-12 вторичнойобмотки. Преобразователь снабжен фазовращающей ВС-цепочкой, у которой активное сопротивление 13 равно емкостному 14. оПреобразователь работает следующим образом.При подведеии трехфазного напряжения питания к секциям 3-4, 5-6 и7-8 первичной обмотки внутри втулкивозбуждается бегущее вдоль винтамагнитное поле, индуцирующее во вторичной обмотке электрический сигнал,фаза которого определяется положением втулки относительно винта,Выходным сигналом преобразователя являются алгебраически суммируемые на фазовращающей ВС-цепочкесигналы, снимаемые с секций вторичной обмотки преобразователя. Погрешности преобразования, вызванные неточностью изготовления винта и втулки и отклонениями параметров эапитывающих секций первичной обмотки токовот заданных, устраняются благодарятому, что сигналы помех складываютсяв противофазе и взаимно уничтожаются,в то время как полезные сигналы суммируются синфазно. Третьи гармоники, а также гармоники порядка, кратного трем, фаэныхтоков трехфазного напряжения питанияпар секций первичной обмотки образуют систему токов нулевой последовательности, имеющих в любой моментвремени одну и ту же величину и направление. Данные токи возбуждаютравновеликие и одинаково направленныемагнитные потоки, сумма которыхблизка к нулю. Следовательно, навыходной сигнал, возбуждаемый в секциях вторичной обмотки результирующим магнитным потоком, обусловленным трехфаэными токами в первичныхобмотках, третья гармоника, а также 15 гармоники, кратные трем, существенного влияния не оказывают,Формула изобретенияФазовый датчик линейных перемещений, содержащий втулку с размещенными на ее поверхности в канавкахмногоэаходной винтовой резьбы секциями первичной обмотки, охваченный 2 втулкой четырехзаходный червячныйвинт с размещенной на его поверхности в канавках резьбы вторичной обмоткой, которая выполнена четырехсекционной в виде двух пар уложен ных бифилярно и соединенных последовательно-согласно секций, смещенных одна относительно другой начетверть шага резьбы, и равные повеличине активное и емкостное соп ротивления, включенные в цепь вторичной обмотки,.о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияточности измерения,. втулка выполнена шестизаходной, а первичная обмот-,ка выполнена в виде трех соединенных звездой пар секций, уложенныхбифилярно, соединенных последовательно-встречно и смещенных одна относительно другой на треть шага резьбы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 120872, кл. 6 01 В 25/04, 1958.2. Авторское свидетельство СССРР 145932, кл. 6 01 В 25/04, 1960.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2607761/18-28,кл. 6 01 8 7/00 (прототип).805057 с ып сеюп(иг Составитель Т. МатюхинаГук Техред И. Асталош Корректор Е, Рош Редакт филиал ППЛ "Патентфф, г. Ужгород, ул, Проектная,аз 10854/59 . Тираж 653 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушсашее 4 ав ЕЕПодписно митета СССР открытий ая наб., д.