Датчик угла поворота

(56) Агейки И. Датчики контроляМ.Л.; Машиностро 132.Преобразователи с и регулировани ение, 1965, с.Зарисов М,Ф распределенным Энергия, 1969,параметрами. М,: 60. конти позвость и ворота,де нее о ичную дклюГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА (57) Изобретение относится к рольно-измерительной технике ляет повысить помехоустойчив быстродействие датчика угла содержащего магнитопровод в замкнутого кольца и распред по его длине первичную и вт обмотки. Первичная обмотка п чена к частотно- задающему контуруавтогенератора а вторичная замкнута на нагрузочное сопротивление. Наодном конце магнитопровода, где размщена первичная обмотка, установленаферромагнитная крышка, а на другом -кольцо в виде короткозамкнутого вйтка. Ротор датчика выполнен из магния в виде короткозамкнутого витка,обхватывающего магнитопровод, а длина первичной обмотки не менее, чем вдва раза превышает ее диаметр, Приработе датчика ротор связываетсяс контролируемым объектом при егоперемещении вдоль магнитопровода изменяется число витков вторичной обмотки, индуктивно связанных с первичной обмоткой возбуждения датчика. Врезультате изменяется эквивалентнаяиндуктивность первичной обмотки датчика, а следовательно, и частота автогенератора, которая является выходным информативным параметром датчикаугла поворота, 3 ил.Изобретение относится к иэмерительной технике и может быть использовано для преобразования угловыхперемещений в электрический сигналв различных системах автоматики, например, для оптимизации работы дви-,гателей внутреннего сгорания по углуположения дроссельной заслонки.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и увеличение быстродействия датчика угла поворота путем частотного преобразования его выходного сигнала. и увеличения крутизны характеристики преобразования,На фиг. 1 схематично показана кон.струкция датчика угла поворота; нафиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, нафиг. 3 - принципиальная электрическая схема датчика.Датчик угла поворота содержитмагнитопровод 1, выполненный из феррита в виде незамкнутого кольца инесущий на себе распределенные поего длине первичную 2 и вторичную 3обмотки. На торцах магнитопроводанеподвижно установлены ферромагнитная крышка - со стороны первичнойобмотки 2 датчика и короткозамкнутый виток 5 - с противоположногоконца магнитопровода. Подвижный элемент датчика - ротор 6, выполненныйиз магния в виде короткозамкнутоговитка, охватывающего магнитопровод,соединен с осью 7 вращения, кинематически связываемой в процессе измерения с объектом контроля (на чертежахне показан), Первичная обмотка 2 подключена к автогенератору 8 в качестве индуктивностичастотозадающего контура, частота на выходе которого является информативным параметром датчика перемещения, а вторичная обмотка 3 замкнута на нагрузочное сопротивление,Датчик угла поворота работает следующим образом.При возбуждении первичной обмотки 2 в магнитопроводе 1 датчика создается магнитный поток Ф, пересекающий витки вторичной обмотки 3 и наводящий в ней ЭДС, величина которой зависит от положения ротора 6 датчика, Вихревые токи, протекающие через кольцеобразный ротор, представляющий собой короткозамкнутый виток, вытесняют магнитный поток возбуждения из участка магнитопровода, на 50 20 25 30 35 ходящегося между ним и концом магнитопровода, на котором закрепленнеподвижный короткозамкнутый виток 5Этот виток 5 и крышка ч служат дляпредотвращения замыкания магнитныхсиловых линий потока возбуждения через воздушный зазор между концамимагнитопровода 1, т.е, уменьшают потоки рассеяния, При замыкании вторичной обмотки 3 на некоторое нагрузочное сопротивление по ней протекаетток нагрузки, обеспечивающий изменение вносимого сопротивления в контурпервичной обмотки 2 датчика, что обуславливает изменение эквивалентнойиндуктивности этой обмотки, а следовательно, и изменение частоты автогенератора 8. Экспериментальные данные показали, что крутизна характеристики частотного преобразования угла поворота повышается при увеличении длины участка магнитопровода, занятого первичной обмоткой, по отношению к ее диаметру, Поэтому длина этой обмотки должна не менее, чем вдвое превышать ее диаметр. При более короткой первичной обмотке 2 целесообразно использовать традиционное амплитудное преобразование угла поворота в электрический сигнал, при котором первичная обмотка поцключается к источнику питания постоянной частоты, а к вторичной обмотке подключается, например, вольтметр. Благодаря тому, что ротор 6 датчика выполнен из легкого и прочного материала, обладающего высокой электропроводностью (магния), обеспечивается повышение быстродействия да.тчика угла поворота. Помехоустойчивость датчика угла также повышена по сравнению с известными датчиками благодаря использованию частотного преобразования выходного сигнала и его более слабой чувствительности к внешним магнитным полям,Формула изобретения Датчик угла поворота, содержащий магнитопровод,распределенные по его длине первичнуюи вторичнуюобмотки и связываемый впроцессе измеренняс контролируемым объектом ротор, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и уве з 1232937 4личение быстродействия, магнитопро- крепленным на его противоположном конвод выполнен в виде незамкнутого коль- це, ротор выполнен из магния в виде ца и снабжен ферромагнитной крышкой, короткозамкнутого витка, обхватьваюустановленной на конце магнитопрово- щего магнитопровод, а длина первич" да со стороны первичной обмотки иной обмотки не менее чем в два раза короткозамкнутым вигком, жестко за- превышает ее диаметр,1232937 Составитель С. Скрыпник Техред О,Сопко Корректор И. Эрдейп Редактор Н. Егорова Заказ 2757/40 Тираж 670 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4