Преобразователь угловых перемещений в электрический сигнал переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 559 9) Я 22 ЕТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(53) 531.71:531.14(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР У 32070, кл. С 01 0 5/20, 1969.2. Авторское свидетельство СССР 1 и 302608 к., 01 О 5/22,1969 (прототип) (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий первый и второй тороидальные сердечники с зазорами, установленные симметрнчно относительно оси вращения вала, на тороидальных сердечниках установлены обмотки возбуждения, первый и второй подвижные элементы, установленные в зазорах тороидальных сердечников в плоскости, перпендикулярной к оси вращения вала, и жестко связанные с валом, о т л и ч а ю -ш и й с я тем, что, с целью повьппения точности преобразователя, в него введены третий и четвертый тороидальные сердечники с зазорами иизмерительные обмотки, которые уста-.новлены соответственно на третьеми четвертом тороидальных сердечниках,а подвижные элементы выполнены в виде короткозамкнутых витков, причемтретий и четвертый тсроидальные сердечники установпены параллельно соответственно первому и второму тороидальн м сердечникам, короткозамкнутый виток первог подвижного элемента обхватывает первый и проходитчерез зазор третьего тороидальногосердечника, а короткозамкнутый виток второго подвижного элемента обхватывает второй и проходит череззазор четвертого тороидапьного сердечника.1 10Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и можетбыть использовано при измерении угловых перемещений чувствительногоэлемента прибора, например в приборах навигации,Известен преобразователь угловогоперемещения, содержащий подвижныйкороткозамкнутый виток, магнитопро-:вод, несущий обмотки возбуждений,и измерительную обмотку, при этомплоскость короткозамкнутого виткасовпадает с осевой .плоскостью вала, на котором он закреплен 1 1.Недрстаток этого преобразователя заключается -в сложности конструкции магнитопровода, в невысокойточности измерения угла при радиальных перемещениях вала (перпендикулярно плоскости короткозамкнутого. витка) эа счет люфта в подшипниках,Кроме того, конструкция цреобразователя нераэъемная, что не дает возможности использовать его в малогабаритных приборах.Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь угловых перемещений вэлектрический сигнап переменноготока, содержащий первый и второй тороидальные сердечники с зазорами,установленные симметрично относительно оси вращения вала, на тороидаль-,.ных сердечниках установлены обмоткивозбуждения, первый и второй подвижные элементы, установленные в зазорах тороидальных сердечников в плоскости, перпендикулярной оси вращениявала, и жестко связанные с валом,подвижные элементы выполнены издвух взаимно перпендикулярных экранов, адин из которых расположен в зазоре тороидального сердечника, адругой - рядом с обмоткой возбуждения 2 1.Недостаток известного преобраэова.теля .заключается в погреШности изме"ренин, связанной с зависимостью крутизны преобразования от частоты напряжения возбуждения. Это объясняется применением экранов в качествеподвижных элементов и зависимостьюих экранирующих свойств от частотынапряжения возбуждения. Кроме того,крутизна преобразования зависит отисходного положения экранов относи-тельно обмоток возбуждения (в нулевом положении преобразователя). Например, установка экранов на Большем 55969 2расстоянии от обмоток возбужденияв процессе сборки или при необходимости увеличитьдиапазон измеряемых перемещений приводит к уменьшению крутизны преобразования.11 елыо изобретения является повышение точности преобразователя,Поставленная цель достигается тем,,что в преобразователь угловых перемещений в электрический сигнал пере.менного тока, содержащий первый ивторой тороидальные сердечники с за-.зорами, установленные симметрично от.носительно оси вращения вала, на то 15 роидальных сердечниках установ-.лены обмотки возбуждения, первый ивторой подвижные элементы, установленные в зазорах тороидальных сердечников в плоскости, перпендикулярной к оси вращения вала, и жестко фсвязанные с валом, введены третийи четвертый тороидальные сердечники с зазораыю и измерительные обмотки, которые установлены соответ ственно на третьем и четвертом тороидальных сердечниках, а подвижныеэлементы выполнены в виде короткозамкнутых витков, причем третий ичетвертый тороидальные сердечникиустановлены параллельно соответственно первому и второму тороидальным сердечникам, короткозамкнутыйвиток первого подвижного элементаобхватывае первый и проходит через 35зазор третьего тороидального сердечника, а короткозамкнутый виток второго подвижного элемента обхватывает второй и проходит через зазорчетвертого тороидального сердечника.40 На дяг. 1 схематично представлен .предлагаемый преобразователь; нафиг. 2 - разрез А"А на Лиг, 1.Преобразователь состоит иэ двухподвижных элементов, выполненных в 45 виде короткозамкнутых витков 1, расположенных симметрично относительно .оси вращения вала 2 и жестко связанных с последним, тороидальных сер-дечников 3 с обмотками 4 возбужде 5 р ния тороидапьных сердечников 5, накаждом из которых установлена измерительная обмотка б, Сердечники 3 исердечники 5 обращены друг к другузазорами, при этом боковые плоскостисердечников 3 и 5 расположены междусобой параллельно. Каждый из короткозамкнутых витков 1 обхватывает в области зазора сердечник 3 с обмоткойвозбуждения 4 и проходит через за3 10559 зор тороидального сердечника 5 с из-мерительной обмоткой 6. сердечники 3 и 5 закреплены неподвижно на не- магнитном основании (не показано),Измерение угловых перемещений 5 производится по направлению, указанному на чертеже стрелкой. Обмотки 4 возбуждения преобразователя соединены между собой последовательно, а язв мерительные обмотки 6 - последова тельно и встречно по ЭДС (не показано).Преобразователь работает следующим образом.Обмотки 4 возбуждения подключены 5 к источнику переменного напряжения. Магнитные потоки, циркулирующие в сердечниках 3, создают в короткозамкнутых витках 1 токи, которые, в свою очередь, создают магнитные потоки 20 в сердечниках 5. Если измеряемое угловое перемещение отсутствует, то короткозамкнутые витки 1 занимают одинаковое положение в зазорах сердечников 5 и их магнитные потоки 25 индуктируют в измерительных обмотках 6 равные ЭДС. В этом случае разность ЭДС на выходных клеммах преобразователя практически равна нулю. При возникновении измеряемого углового .перемещения происходит смещение короткозамкнутых витков 1 относительнозазоровв сердечниках 5 и соответствующее изменение магнитных потокови индуктированных имн ЭДС в измерительных обмотках 6,В результате этого на клеммах пре"обраэователя возникает разность ЭДСизмерительных обмоток, величина ко- фторой пропорциональна угловому пере-.мещению, а Ваза определяется направлением перемещения. Если происходитрадиальное смещение оси с короткозамкнутьпе витками 1 в любом направлении, то разности ЭДС не возникает,так как при этом короткозамкнутыенитки 1 занимают одинаковые положения относительно зазоров сердечников 5. Использование такого преобразователя позволяет уменьшить не менее чем в 5 раэ зависимость крутизны преобразования от частоты напряжения возбуждения, а также уменьшить зависимость крутизны от точности сборки преобразователя или от диапазона измеряемых угловых перемещений, что позволяет значительно повысить точность преобразования.,4 -4 фм Составитель А. СмирновРедактор П. Коссей Техоед М.КУзьмаКрошек Лов 64 но аказ 92 Я и оектна 6/31 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035 д Москвад У(-35 Филиал .ППП "Патент", г.Подкомитета СССРи открытийаушская наб,д д,город, ул, Пр