Датчик положения

Союз Советских Социалистических республик(22 Заявлено 15.11.79 (21) 2843052/18-28с присоединением заявки Йо(5)М. Клз 6 01 В 7/006 01 В 7/ЗОКН 02 К 29/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(068.8) Дата опубликования описания 07. 08. 81(72) Авторы изобретения А.С. Суляев, В,И. Федотов и В.Ф. ФиларетовР дальневосточный ордена трудового драсного Внаыейй --политехнический институт им. В.В. Куйбышевао(54) дАтчик положния Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых или линейных перемещений, например для измерения углового положения ротора многофазных вентильных электродвигателей.Известен датчик углового положе-ния ротора. бесконтактного двигателя постоянного тока, содержащий неподвижный кольцевой магнитопровод с датчикамИ Холла, установленными вего зазорах, и ротор иэ постоянного магнита, причем зазоры шунтированы магнитомягкими насыщающимися пере- И мычками 1.Недостатком датчика является большая дискретность в измерении углового положения ротора.Наиболее близким техническим ре шением к изобретению является датчик положения, содержащий ферромагнитный статор с обмоткой, источник питания и постоянный магнит-якорь, связываемый в процессе измерений с контролируемым объектом 12 1.Датчик снабжен установленным на статоре между чувствительным элементом и магнитом-модулятором, управляемым магнитным шунтом, выполнен льве из четного числа подмагничиваемых во встречных направлениях тороидальных седречниквв, несущих обмотки управления. Датчик может быть выполнен не только с тородальными, но также е лннейньаа статором.Недостатком такого датчика является сложность конструкции, снижахщая вго надежностьаЦель изобретения - упрощение и повеваение адежности датчика.Это достигается тем, что обмотка датчика выйштвна с размещенннен по всей ае длине равноотстоящими токоотводанв, расстояние между полвеайи постопиного магнита-якоря равно раосжятнв междусоседними токоотводами, а в качестве источника питаия иайользован генератор однонолярных импульсовеВа чертеже прведена прннципиальная схема датчика положения.Датчик полоожания содержит ферромагнитный ставор 1 с размещенной на нем обмоткой 2, снабженной по всей ее длине равноотстоящими друг от друга токоотводами За,31,3 е. обмотка 2 подключена к генератору 4 однополярных импульсов. Возле статора 1 расположен подвижный относи 85336845 тельно него постоянный магнит-якорь 5. В датчике угловых перемещений статор 1 выполняется тороидальным, а якорь 5 может иметь подковообразную форму. В датчике линейных перемещений (на чертеже не показан) статор 1 - линейный, а якорь 5 может иметь подковообразную или стержневую форму. Расстояние между полюсами постоянного магнита-якоря 5 выполняется рав-, ным расстоянию между соседними токо-, отводами, например За-Зв и т,д.Полюса магнита-якоря 5 ориентируют ся относительно статора 1, или полярность импульсов генератора 4 выбирается таким образом, чтобы намагничивающая сила постоянного магнита-якоря на участке статора, находящемся между полюсами магнита, была бы направлена встречно с,постоянной составляющей магнитного потока, возникающего в статоре 1 при подключении генерато ра 4.Датчик положения работает следующим образом.При отключенном генераторе 4 обе части статора 1 (малый его сектор - непосредственно между полюсами магнита-якоря 5 и большой сектор остальная часть статора 1) насыщены под действием потока, создаваемого магнитом-якорем 5. При этом состояния насыщения этих секторов противоположны. При подключении генератора 4 начинает перемагничиваться участок статора 1 (малый сектор) от. состояния насыщения соответствующей полярности до значения, определяемого вольтсекундной площадкой к концу поступающего от генератора - импульса. При этом по части обмотки 2, размещенной на малом секторе статора 1, протекает ток, компенси рующий воздействие магнитного потока магнита-якоря 5 на этот участок По другой части обмотки с размещенной на большом секторе статора 1 протекает тот же компенсирующий ток, который способствует еще большему насыщению этого участка статора 1, и ток нагрузки, подключаемой к паре токоотводов 3 -3+ (на чертеже не показана) обмотки 2 на перемаг-, 5 О ничиваемом участке. В момент прекращения действия импульса генератора 4 ток в нагрузке прерывается, и компенсирующий ток замыкается через нагрузку, а на обмотке 2 возникает обратный импульс напряжения, величина которого зависит от значения сопротивления нагрузки, а продолжительность- определяется величиной вольт-секундной площадки импульса напряжения генератора 4.При этом среднее значение тока через нагрузку равно нулю. Обратный импульс на обмотке приводит сердечник статора 1 в исходное состояние. Таким образом, при перемещении якоря 5 последовательно на выводах 3 -З 31 -ЗС и т.д. появляется импульс напряжения, по которому можно судить о положении магнита- якоря 5. Датчик положения может быть выполнен с линейным статором 1 и использован для измерения линейных перемещений.Предлагаемый датчик прост по конструкции и надежен в работе. При этом сохраняется импульсная форма сигналов на его выходе, что обуславливает высокую помехоустойчивость датчика. Формула изобретения Датчик положения, содержащий ферромагнитный статор с обмоткой, источник питания и постоянный магнит- якорь, связываемый в процессе измерений. с контролируемым объектом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, обмотка датчика выполнена с размещенными по всей ее длине равноотстоящими токоотводами, расстоя.ние между полюсами постоянного магнита-якоря равно расстоянию между соседними токоотводами, а в качестве источника питания использован генератор однополярыых импульсов.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 336749, кл. Н 02 К 29/02, 19712. Авторское свидетельство СССР Р 481968, кл. Н 02 К 29/02, 1974 (прототип) .Тираж ПИ Госуд по делам Москва 642рственногизобретенж, Рауш Под комитета и открыт ая наб.