Датчик угла поворота вала

Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 25,0579 (21) 2773570/18-24с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 28,0281, Бюллетень Мо 8Дата опубликования описания 28. 02, 81 51)м. к .С О 0 5/22 С 08 С 9/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(Научно-исследовательский и экспернментальнй йвстытугавтомобильного электрооборудования и автоприборов(54) ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА Изобретение относится к электротехнике, в частности, может быть использовано в системах автоматического управления, требующих получения информации об угле поворота вала в аналоговой и цифровой форме.Известен высокочастотный датчик угловых перемещений, содержащий диэлектрический статор с двухфазной0 обмоткой рамочного типа и однофазной кольцевой обмоткой, ротор, выполненный в виде пар ферромагнитных и немагнитных металлических секторов цилиндра (1).Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является датчик угла поворота .вала, содержащий неподвижный статор с обмоткой, который состоит их двух подковообразных диаметрально расположенных сек ций, ротор выполненный в виде размещенного возле периметра обмотки Ш-образного ферромагнитного полукольца и, тем самым охватывающего все части обмотки 21.К недостаткам этого датчика следует отнести невысокую точность измерения угла из-за невозможности получения сигнала равного нулю на концах обмотки датчика в начальном по ложении ротора и невозможность увеличения выходного напряжения датчика выше напряжения питания.Цель изобретения - повышение точности датчика путем исключения сигнала в начальном (нулевом) положении ротора, а также увеличение выходного напряжения датчика.Поставленная цель достигается тем, что в датчик угла поворота вала, содержащий статор с обмоткой, состоящей из двух секций, первая часть которых выполнена в виде полукольца, расположена по окружности паза ферромагнитного ротора в виде полукольца, введена обмотка возбуждения, которая расположена между частями секций ферромагнитного ротора, вторая часть секций расположена по диаметру окружности вне паза ферромагнитного ротора, начало первой секции обмотки статора соединено с началом второй секции обмотки статора, а конец первой и конец второй секций обмотки статора соединены с, вйходом датчика угла поворота.На чертеже изображена конструкция предлагаемого датчикаДатчик угла поворота содержит неподвижный статор с обмоткой в видедвух диаметрально расположенных секций 1 и 2, имеющих одинаковое числовитков, ротор 3 и кольцевую обмотку4 возбуждения.Секции 1 и 2 расположены сооснос обмоткой 4 возбуждения.Ротор 3 выполнен в виде Ферромагнитного полукольца П-образного сечения. Кольцевая обмотка 4 возбужденияи полукольца обмотки статора находятся в пазу ротора, причем эти полукольца располагаются в глубине паза, у его основания, Лобовые оставшиеся ) части секций 1 и 2 выведены из паза под прямым углом кплоскости обмотки и проходят вдольдиаметра датчика,Датчик работает следующим образом.При возбуждении кольцевой обмотки 4 возбуждения однополярными импульсами в секциях 1 и 2 возникаетЭДС, При равномерном перекрытии П-образным ротором 3 полуколец секций1 и 2, расположенных в основании паза ротора 3 под кольцевой обмоткой4 потокосцепление, а, следовательно и наводимые ЭДС в секциях 1и 2 одинаковы, Это положение ротора3 является нулевым. Магнитный потоккольцевой обмотки 4 возбуждения замыкается по П-образному ротору, охватывая полукольца секций 1 и 2, причем он не связан с теми частями об-,мотки секций 1 и 2, лобовые частикоторых находятся вне ротора и прохдят вдоль диаметра датчика, При этомпостоянная составляющая в секциях 1и 2 обмотки отсутствует, что обеспечивает исключение сигнала в нулевомположении П-образного ротора 3,При повороте ротора 3 датчика,соединенного с валом, т.е, при измерении угла поворота вала, потокосцепление, а следовательно и ЭДСодной секции возрастает, а другойубывает. На выходе датчика появляется сигнал, пропорциональный углуповорота вала относительно нулевогоположения, причем на секциях 1 и2 обмотки статора возможно получение выходного напряжения вышечемнапряжение питания кольцевой обмотки 4 за счет разности витков этихобмоток. Повышение выходного напряжения датчика способствует и расположение лобовых (оставшихся) частейсекций 1 и 2 вне ротора на расстоянии, обеспечивающим исключение влияния паразитной связи. Паразитнаясвязь заключается в наведении в оставшихся частях секций ЭДС противоположного знака по сравнению с ЭДС(полезным сигналом) в полукольцахсекции 1 и 2, Кольцевая обмотка 4 находится над полукольц.,ми секций 1 и 2, расположенцых в рсцовании паза, что исключает погрешность от осевого, радиального перемещения ротора 3 и торцового биения ( при работе датчика )за счет неизменного магнитного потока, охватывающего эти секции. Это повышает точность измерения.Указанные изменения ЭДС в обмотках от угла поворота ротора происходят по линейному закону,Датчик обеспечивает измерение угла в диапазоне близком к 90 оС с15 высокой точностью и практически нечувствит .лен к осевым и радиальнымтехнологическим смещениям ротора,Введение обмотки возбуждения и еерасположение цад полукольцами секций, расположеццьх в глубине ротора, позволило решить вопрос о питании датчика от однополярного источника и исключении сигнала в нулевомположении ротора, а также вопрос оповышении точности датчика.Конструкция датчика проста и технологична, что дает возможностьего изготовления в условиях массового производства.Формула изобретенияДатчик угла поворота вала, содержащий статор с обмоткой, состоящейиз двух секций, первая часть которых выполнена в виде полукольца, первые части секций расположены по окружности в пазе Ферромагнитного ротора, выполненного в виде полуколь 4 О ца, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности датчика, в него введена обмотка возбуждения, которая расположена сооснопервым частям секций в пазе ферромагнитного ротора, вторая часть секций расположена по диаметру окружности вне паза ферромагнитного ротора, начало первой секции обмоткистатора соединено с началом второйсекции обмотки статора, а конец первой и конец второй секций обмоткистатора соединены с выходом датчикаугла поворота,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе55 1. Авторское свидетельство СССРР 374648, кл, С 08 С 9/04, 01.01.702. Авторское свидетельство СССРВ 661238 кл. 0 08 С 9/04, 1977И. Назаркина нова Коррек Заказ 393 4 ВНИИПиал ППП Патент г Ужгород ул Проектна Составительдактор М. Кузнецова Тех ед С.Миг2 Тираж 713И Государственного комитпо делам изобретений и113035 Москва, ЖРаушска Подпис ноета СССРткрытийнаб д. 4/5