Преобразователь угловых перемещений

(23) Приоритет Ввударстюай камктвт СССР в дамам взабретекнй и отхрытнв(53) УДК 621.317.39:53171 (088.8) Опубликовано 23. 0782Бюллетень Ют 27 Дата опубликования описания 25 07 82 5 Й ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано, в частности, для измерения угловых перемещений.Известны трансформаторные преобразователи угловых перемещений, обеспечивающие преобразование углового поворота подвижной части в линейно изменяющийся выходной сигнал и содержащие два ферромагнитных диска, на1 Ообращенных одна к другой внутреннихповерхностях которых в противоположных направлениях выполнены двухзаходовые пазы по спирали Архимеда, в которых бифилярно расположены обмоткавозбуждения и измерительная обмотка 11.Недостатком преобразователя является сложность изготовления пазов иобмоток по двухзаходовой спиралиАрхимеда и ограниченные возможности,так как на выходе преобразователяможет быть получен только один информационный сигнал,Наибрлее близким к изобретениюявляется преобразователь угловыхперемещений, содержащий относительно подвижные ферромагнитные элементы с выступами на их поверхностях,обращенных одна к другой, и обмотки возбуждения и считывания размещенные на выступах одного из этихэлементов, На центральном выступеодного дискового ферромагнитного эле"мента размещена обмотка возбужденияпреобразователя, а на выступах, равномерно распределенных по его периферии, размещены вторичные обмоткисчитывания 12,Однако число радиальных выступовна втором дисковом ферромагнитномэлементе отличается от числа обмотоксчитывания на единицу, благодаря чему в различных положениях дисковогоэлемента без обмоток относительнодискового элемента с обмотками только . один из его радиальных выступовможет совпасть с соответствующей об5639 ф 3 94моткой считывания, Вследствие этогопреобразователь имеет низкий уровеньвыходного сигнала и недостаточнуючувствительность.Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя,Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователе угловыхперемещений выступы на одном из Ферромагнитных элементов образованыканавками, выполненными по спиралиАрхимеда, а на другом - кольцевымиканавками и радиальными пазами, вкоторые уложены выполненные в видесекторов секции обмоток возбужденияи считывания.На фиг. 1 изображен преобразователь, общий вид; на фиг, 2 - сечение.А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - временныедиаграммы напряжений, получаемых всекциях обмоток считывания преобразователя; на Фиг. 4 - электрическаясхема соединения секций обмоток возбуждения и считывания.Преобразователь угловых перемещений содержит неподвижный Ферромагнитный элемент 1 и жестко закрепленный на вращающейся оси 2 второй ферромагнитный элемент 3. Неподвижный Фер"ромагнитный элемент 1 имеет на своейвнутренней, обращенной к элементу 3пбверхности, выступы 4, образованныекольцевыми канавками 5 и радиальнымипазами 6, Преобразователь (Фиг. 1 и2) имеет четыре секционные обмоткивозбуждения и считывания, уложенныев радиальных пазах 6 и кольцевых канавках 5 неподвижного элемента 1.(исло секций в общем случае можетбыть любым). В соответствии с этимнеподвижный элемент 1 имеет четырерадиальных паза 6, в которых уложенывыполненные в виде секторов четыресекции 7-10 обмотки возбуждения, соединенные последовательно-встречно,и четыре секции 11-14 обмотки считывания, Выступы 15 на Ферромагнитномэлементе 3 образованы канавками, выполненными по спирали Архимеда. Число заходов спирали может быть в прин.ципе любым, однако шаг спирали Архимеда должен быть равен шагу между.кольцевыми выступами 4, т.е. суммеширины канавки 5 и ширины выступа 4.Преобразователь работает следующимобразом.При подведении напряжения Оопеременного тока к секциям 7-10 обмотки возбуждения магнитный поток,Благодаря тому, что в преобразователе одновременно перекрываются между собой по площади выступы 4 и :15 относительно Ферромагнитных элементов 1 и 3, увеличиваются уровеньвыходного сигнала и чувствительность преобразователя, а следовательно,и точность измерения им угловых пере 50 мещений. При увеличении количества обмоток в преобразователе увеличивается и его разрешающая способность,так как увеличивается количество участков "дискретизации", распознаваемых, например, путем сравнения .ЭДС О,н "О,1,1 по амплитуде: на участке от ЯЯ до ТС/2 О 7 О 7 О О и2. Ъ и4.т,п. создаваемый ими, замыкается черезвоздушный зазор, и выступы 15 подвиж.ного Ферромагнитного элемента 3, пронизывая секции 11-14 обмотки считывания, В тех местах, где кольцевыевыступы 4 неподвижного ферромагнитного элемента 1 совпадают с спиральными выступами 15 подвижного элемента3, зазор между ниии становится мини 1 ю мальным, вследствие чего и магнитное1 сопротивление этих участков будетминимальным (участки повышенной проводимости показаны на фиг. 2 заштрихованными). Так как величина ЗДС, 1 з наведенная в секциях обмотки считывания, пропорциональна проводимостисоответствующих участков магнитнойцепи преобразователя, с изменениемпроводимости, которая в свою очередь щ будет пропорциональна площади участков повышенной. проводимости, ЗДС,наведенная в секциях 11-14 этой обмотки, также будет изменяться. Выполнение канавок, а следовательно, и выступов 15 подвижного Ферромагнитногоэлемента 3 по спирали архимеда,. приводит к тому, что при повороте элемента 3 на уголбудет происходитьперемещение участков повышенной проводимости по окружности преобразователя, благодаря чему напряжения О-О+на выходе секций 11-14 обмотки считывания будут .изменяться практическисинусоидально с сдвигом одна относительно другой на 90 о (Фиг. 3). Некотораякоррекция формы выходных сигналов.О -О может быть достигнута, например, путем компенсации краевых эффектов за счет соответствующего выборасоотношений между шириной кольцевыхканавок 5 и шириной выступов 4.5 9456396Таким образом, преобразователь,л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цеугловых перемещений обладает повышен- лью повышения чувствительности, высной чувствительностью и разрешающейтупы на одном из ферромагнитных элеспособностью, а также имеет более ментов образованы канавками, выпол" высокий уровень выходного сигнала. 5 ненными по спирали Архимеда, .а надругом - кольцевыми канавками и радиальными пазами, в которые уложеныФормула изобретения выполненные в виде секторов секцииобмоток возбуждения и. считывания.. Преобразователь угловых перемеще Вний, содержащий относительно подвиж- Источники информации, ные ферромагнитные элементы с высту- принятые во внимание при экспертизе пами на их поверхностях, обращенных Авторское свидетельство СССР одна к другой, и обмотки возбуждения й". 460562, кл. 0 ОВ С 9/04, 1974.и считывания, размещенные на высту 2. заявка ФРГ Ю 23014 В 3,пах одного из этих элементов, о т - кл. С 01 О 5/20, 1975 (прототип).Тираж 614 Подписно иал ППП "Патент ИПИ аказ 5312/5 3 жгород, ул. ктная