Преобразователь угол-напряжение

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцналистическнх Республик(22) Заявлено 300180 (21)2876 383/18-28с присоединением заявки Йо -(23) Приоритет -Опубликовано 300981. Бюллетень Й 9 36Дата опубликования описания Зц 0981(51)М. Кл.6 01 В 7/30 С 01 О 5/20 Государствеииый комитет СССР яо делам изобретений и открытия(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-НАПРЯЖЕНИЕ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и автоматике, в частности к устройствам для преобразования углового перемещения в электрический сигнал, контроля или измерения угловых размеров, иможет быть использовано в металлургической, химической, нефтехимической, атомной промышленностях и в ряде отраслей 10 машиностроения.Известен индукционный бесконтактный преобразователь, содержащий кольцевой .статор с выходной обмоткой и безобмоточный ротор с явновыраженным полюсом. Между статором и рото- ром установлен стержневой магнитопровод с обмоткой возбуждения, Статор выполнен с одним пазом, в .котором размещена кольцевая выходная обмотка, а полюс ротора расположен против торца статора 1 1. Недостатками этого преобразователя являются низкая чувствительность за счет большого сопротивления воздуш- ного зазора, которое являетсяпостоянной величиной, не зависящей от угла поворота ротора, и за счет использования одинарной недифференци" альной ) конСтрукции. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угол-напряжение, содержащий статор с явновыраженным полюсом и с размещенной на нем обмоткой управления, секционированную рабочую обмотку, секции которой расположены по разные стороны от полюса статорз, и ротор с явновыраженным полюсом, Секции рабочей обмотки преобразователя соединены последовательно-встречно. Преобразователь имеет широкий диапазон контролируемых угловых перемещений 2).Недостатком этого преобразователя является малая чувствительность за счет большого влияния магнитного сопротивления воздушногО зазора, которое является постоянной величиной, не зависящей от угла поворота ротора.Цель изобретения - повышение чувствительности при сохранении широкого диапазона угловых перемещений.Поставленная цель достигается тем, что в статоре выполнены отверстия, оси которых, параллельны его продоль" ной оси и симметрично расположены относительно его полюса, и сквозной винтовой паз, начало и конец которого размещены на торцовых частях потока Фи фрр , ответвляющих-, статора вблизи отверстий, а рабочая . ся, соответственно, в левую и правую обмотка выполнена четырехсекционной, части статора 1. Секции 8 и 11 рабодве секции которой намотаны на участ- чей обмотки пронизывают суммарный ки статора между его внутренней по- магнитный поток: секцию 8 - фрсж + верхностью и отверстиями, а две дру Фчр л, секцию 11 - фро + фчпрер гие - между его внешней поверхностью секции 9 и 10 - раэностный; секцию и отверстиями, фра - фУпрл фсекцию 10Кроме того, участки статора вок- ф Рм фунрпр руг отверстий выполнены из материала В нулевом положении полюса 5 ротос прямоугольной петлей гистерезиса о ра 4, при совпадении его оси с осьюНа фиг, 1 представлен преобразова- полюса 2 статора 1, магнитные пото- тель угол-напряжение; на фиг. 2 - ки управления, заьикающиеся по левой статор, общий вид; на фиг. 3 - раз-(фпрл ) и правой(ф р ) частям ставертка цилиндрической поверхности тора, равны, поэтому выходной сигстатора. нал преобразователя равен нулю.Преобразователь угол-напряжение 1 Э вследствие выполнения статора 1 содержит статор 1 с явновыраженным со сквозным пазом 12 по винтовой полисом 2, на котором размещена об- линии (фиг. 2) магнитные потоки упмотка 3 управления, и ротор 4 с яв- равления, разветвляющиеся в правую новыраженным полюсом 5. Статор 1 вы- и левую части статора относительно полнен с отверстиями 6 и 7, оси ко его полюса, проходят не через всю торых параллельны его продольной оси, площадь сечения воздушного зазора расположенными симметрично относитель- между статором 1 и полюсом 5 ротоно полюса 2 статора 1, На статоре 1 ра 4, а через ее часть (фиг. 3), размещена четырехсекционная рабочая так как магнитное сопротивление паобмотка, секции 8-11 которой располо эа 12 намного больше сопротивления жены по две 8, 9 и 10, 11 с разных магнитопровода. Магнитный поток сторон от полюса 2 статора 1, При управления, ответвляющийся в левую этом секции 8 и 10 охватывают участ-. часть статора относительно его ки статора 1 между .его внешней по- полюса, проходит через насыщаемый верхностью,и отверстиями б и 7, аучасток 15 площади сечения воэдушсекции 9 и 11 - участки статора 1 меж- ного зазора между статором 1 и полюду его внутренней поверхностью и от- сом 5 ротора 4, а поток, ответвляюверстиями б и 7. щийся в правую часть статора, - чеСтатор 1 выполнен со сквозным вин- рез насыщаемый участок 16 площади товым пазом 12, начало и конец кото- сечения воздушного зазора. Магнит- рого расположены на торцовых частях ное соПротивление воздушного зазора статора 1 вблизи отверстий б и 7. между полюсом 5 ротора 4 и статоромНасыщаеьые участки 13 и 14 стато обратно пропорционально площадира 1 возле отверстий 6 и 7 выполнены сечения, пронизываемой магнитным пов виде тороидов иэ быстронасыщающего. - током управления.ся магнитного материала, в частности, 40 , При повороте ротора 4, например,пермаллоя. При этом могут быть ис- влево, происходит увеличение площа.пользованы тороидальные сердечники, ди 56 , пронизываемой магнитнымсерийно выпускаете проьишленностью. потоком управления фр , ответвляОстальная часть статора 1 выполнена ющимся в левую часть статора 1, и иэ электротехнической стали. 4 уменьшение ее 5для фСекции 8-11 рабочей обмотки могут (фиг. 3).быть включены в любую из известных В результате происходит перерассхем соединения рабочих обмоток маг- .пределение магнитных потоков управнитных усилителей, в частности в мос-ления, ответвляющихся в разные стотовую схему. При этом секции 8, 9 о роны, в зависимости от пронизываемойи 10, 11 рабочих обмоток, расположен- ими площади 5 , и,следовательно, отные с одной стороны полюса 2 статора угла с(, поворота ротора 4.1, включаются в противоположные пле- При увеличении потока управлениячи моста. ф,п,р, благодаря насыщению участкаПреобразователь работает следующим 14 статора 1 вокруг отверстия 7 под,:образом. 55ДЕЙСТВИЕМ ДВУХ ПОТОКОВ ФрОЮ И ФЧя лПри подключении секций 8-11 рабо- полезная мощность, выделяемая в Секчей обмотки к источнику напряжения. циях 8 и 9 рабочей обмотки, растетпеременного тока в насыщенных участ- вследствие увеличения интервала вреках 13 и 14 статора 1 вокруг отверс- мени в каждом полупериоде рабочеготий 6 и 7 возникает рабочий магнит напряжения, при котором реактивноеный поток ФР, При подаче постоянно- сопротивление секций 8 и 9 рабочейго напряжения на обмотку 3 управления обмотки минимально. Реактивное сопсоэдается магнитный поток управления ротивление Секций 8 и 9 рабочей обФР, которыЯ разделяется на два про- мотки уменьшается пропорциональнотйвоположно направленных магнитных . 65 величине потока управления, а секформула изобретения1. Преобразователь угол-напряжение, содержащий статор с явновыраЗО ций 10 и 11 увеличивается, и на выходе мостовой схемы появляется выходной сигнал, пропорциональный углу аС поворота ротора 4.Таким образом, выполнение статора с отверстиями, оси которых параМ- лельны его продольной оси, симметрично расположенными относительно его полюса, и расположение двух секций рабочей обмотки на участках статора между его внутренней поверхностью и отверстиями позволяет изменять степень насыщения магнитопровода вок" руг отверстий путем подмагничивания его постоянным током, т.е. использовать магнитоусилительный принцип действия, что увеличивает выходной элек- )5 трический сигнал на единицу угла поворота ротора, повышая этим чувствительность преобразователя при сохранении широкого диапазона угловых перемещений. 20Выполнение участков статора вокруг отверстий иэ материала с прямоугольной петлей гистереэиса уменьшает необходимый для насыщения магнитный поток управления, что также повышает чувствительность преобразователя при сохранении широкого диапазона угловых перемещений. женным полюсом с размещенной на нем обмоткой управления, секционированную рабочую обмотку, секции которой расположены по разные стороны от полюса статора, и ротор с явновыраженным полюсом, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения чувствительности при сохранении широкого диапазона угловых перемещений, в статоре выполнены отверстия, оси которых параллельны его продольной оси и симметрично расположены относительно его полюса, и сквозной винтовой паз, начало и конец которого размещены на торцовых частях .статора вблизи отверстий, а рабочая обмотка выполнена четырехсекционной, две секции которой намотаны на участки статора между его внутренней поверхностью и отверстиями, а две другие - между его внешней поверхностью и отверстиями.2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что участки статора вокруг стверстий выполнены из материала с прямоугольной петлей гистерезиса.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 392337, кл. С 01 0 5/20, 19732, Авторское свидетельство СССР Р 517781, кл. 6 01 В 7/30, 1976 ( прототип ) .868338 тюхина Составитель Т. Техред М. Рейвес Корректор Г. Реше Редактор В. Петраш писное д. 4/5 илиал ППП фПафент", г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ 8298/50 ВНИИПИ по 1130.35, Тираж 645осударственного комитета лам изобретений и открыти осква, Ж, Раушская наб