Преобразователь перемещений

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 142 А 1 4 с 01 В 7/ ЗОБР ОП ЬСТ Ъ госудю ственный кОмитет сссР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Куйбышевский авиационный институт им, акад. С,П. Королева(56) Авторское свидетельство СССРУ 769307, кл. С 01 В 7/00, 1978.(7) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретениярасширение диапазона однозначногоотсчета. перемещений трансформаторного преобразователя с нониусным сопряжением зубцов на его ферромагнитных статоре и роторе благодаря формированию одновременно с точным отсчетом (в пределах одного зубцовогоделения) и грубого отсчета перемещений (в пределах нескольких эубцовыхделений)На роторе этого преобразователя размещены в общих продольныхпазах секционированные обмотки возбуждения, точногб и грубого отсчетов.Секции обмоток возбуждения и точногоотсчета распределены по окружностицилиндрического ротора преобразователя, а секции обмотки грубого отсчетараспределены также и по длине ротораи имеют заданную длину и направлениенамотки. При относительном перемещении ферромагнитного статора и роторапреобразователя происходит изменениеплощади перекрытия их зубцов, чтоприводит к изменению магнитного со- фпротивления на пути потока возбуждения, благодаря чему обеспечиваетсямодуляция ЭДС, наводимых в. обмоткахточного и грубого отсчета, в функциивеличины йеремещения. 5 ил.1ций 8-11, которые в каждой паре 8, 10 и 9, 11 расположены на роторе диаметрально противоположно одна другой и соединены между собой встречно-последовательно (фиг. 3).В тех же продольных пазах ротора размещены две пары трехсекционных обмоток 12-15 грубого отсчета (ГО), соединенные между собой согласно-по,следовательно в каждой паре (фиг,4), Крайние секции одной пары обмоток 12 и 14 грубого отсчета охватывают 20 и 407. соответственно, а другой пары обмоток 13 и 15 - 40 и 207 зубцов по длине ротора и намотаны в одном направлении, например, по часовой стрелке, как показано на развертке поверхности ротора. Средние секции всех обмоток грубого отсчета намотаны в противоположном первому направлении, т.е. против часовой стрелки, и охватывают остальные 4 ОХ зубцов по длине ротора 2 преобразователя.Для обеспечения электрических соединений между секциями обмоток преобразователя и для подключения электФ ронного блока обработки его сигналов служит диэлектрическая крлодка 16. 20 Преобразователь перемещений содервыполненные с одинаковым шагом и раз40 45 55 50 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения линейных и угловых перемещений. Целью изобретения является расши-,рение диапазона однозначного отсчета перемещений за счет формирования одновременно с точным отсчетом (в. пределах одного зубчатого деления), также и грубого отсчета перемещений (в пределах нескольких зубцовых делений).На фиг. 1 показан схематично преобразователь перемещений при цилиндрическом исполнении его статора и ротора; на фиг. 2 - развертка зубцовойповерхности ротора с размещеннымив его продольных пазах секциями обмотки возбуждения; на фиг. 3 - раз"вертка эубцовой поверхности ротора с размещенными в тех же пазах секциями обмотки точного отсчета; на фиг.4развертка зубцовой поверхности ротора с размещенными в тех же пазах секциями обмоток грубого отсчета; нафиг, 5 - диаграммы напряжений на обмотках точного и грубого отсчетов. жит установленные с возможностью от- З 0носительного линейного или вращательного перемещения ферромагнитные статор 1 и ротор 2, имеющие на обращенных одна к другой поверхностях зубцы,ными углами наклона относительно направления их взаимного перемещения.Например, при линейном перемещениистатора 1 относительно ротора 2, который в данном варианте исполненияустановлен подвижно, что осуществляется,.например, с помощью неферромагнитных направляющих 3, зубцы на стаФ торе - под прямым углом относительно направления Х их взаимного линейного перемещения. На цилиндрической по-верхности ротора 1 выполнены вдоль со смещением между ними на четвертьокружности ротора, в которых размещаются обмотки преобразователя, Первичная обмотка возбуждения преобразователя выполнена из четырех включенных последовательно-встречно секций 4-7, уложенных в указанных продольных пазах ротора (фиг. 2), Обмотка точного отсчета (ТО) выполнена в виде двух пар соединенных параллельно секПреобразователь перемещений работает следующим образом;Ток первичной обмотки возбуждения создает в ферромагнитном цилиндре статора 1 и ферромагнитном роторе 2 преобразователя магнитное поле, Благодаря встречно-последовательному включению секций 4-7 обмотки возбуждения поток выходит из двух диаметрально-противоположных секций, напри. мер 4 и 6, и замыкается через ферромагнитный цилиндр статора 1, длина которого составляет примерно 20 Х от длины ротора, и две другие диаметрально противоположные секции 5 и 7 первичной обмотки возбуждения. Через каждые полпериода питающего тока направление магнитного потока меняется на обратное. Это создает ЭДС в секциях вторичных обмоток ГО и ТО, которые зависят от магнитной.проводимости воздушного зазора между соответствующими секциями обмоток ферромагнитного ротора 2 и находящимися напротив них частями ферромагнитного цилиндра статора 1. Чем больше площадь перекрытия зубцов статора и ротора (на,фиг. 2 она показана двойной, штриховкой), тем больше ЭДС, наве1981 фо рмула 40 45 50 55 142 денная в секциях обмоток ТО и ГО ротора 2, При линейном относительномперемещении ротора 2 и статора 1 изменяется площадь перекрытия зубцови, следовательно, магнитное сопротив-ление на пути потока возбуждения, чтоприводит к изменению ЭДС в соответстствующих вторичных обмотках ГО и ТО тпреобразователя. Зависимость амплитуды наведенной ЭДС от перемещения,например в секциях от 8 по 1 О обмотокТО (11 тр и 1) р) показана на фиг. 5сплошными и пунктирными линиями соответственно. Благодаря встречно-последовательному включению секций обмотокТО суммарная ЭДС 11 р изменяется взависимости от перемещения по закону,близкому к гармоническому. Иэ-за скоса зубцов ферромагнитного ротора 2 иферромагнитного статора 1 огибающиесигналов обеих пар секций 8-10 и 9,11обмотки точного отсчета имеют пространственный сдвиг между собой, равный четверти шага нарезки зубцов, Приэтом ЭДС пар обмоток 12, 14 и 13, 15грубого отсчета зависит не толькоот плошади перекрытия зубцов ротора2 и ферромагнитного статора,1, но иот направления намотки той части секции, над которой находится ферромагнитный статор 1. Зависимость амплиту- ды наведенной ЭДС (3,р П го 4 в циях одной из пар обмоток, например12 и 14, ГО от перемещения показанана фиг. 5 сплошными и пунктирными линиями соответственно.Благодаря согласно-последовательному включению обмоток 12, 14 и 13, 15 в каждой паре обмоток ГО в огибающих суммаРной ЭДС игр х) и 1) гр 2( )наго 2 (х)х выводах (фиг. 5), смещенных в протранстве одна относительно другой на четверть периода, практически исключается влияние зубцовой модуляции магнитной проводимости воздушного зазора между статором 1 и ротором 2 преобразователя.Полученные на выходе преобразователя двухфазные системы ЭДС 111)гр и Птр фПтр 1 (при увеличении числа продольных пазов, а следовательно, и количество секций обмоток ТО и ГО может быть получено и большее количество фаз выходных сигналов) подаются в стандартные блоки преобразования, используемые обычно с двухотсчетными синусно-косинусными поворотными преобразователями. Благодаря введению грубого о.,счетаувеличивается диапазон однозначногоотсчета перемещений, соответствующийдлине ротора, занятой секционированными обмотками ГО.Предложенное соотношение размеровсекций обмоток грубого отсчета и размеров ферромагнитного статора, а так 1 О же выполнение намотки этих секций исхема их включения обусловгены необходимостью получения заданной, пока-занной выше формы огибающих выходныхсигналов грубого отсчета. При других15 соотношениях размеров может произойти изменение формы этих сигналов иих взаимный пространственный сдвиг.. При этом появляются участки неоднозначности в некоторых диапазонах из 20 меряемого линейного перемещения, когда оба сигнала грубого отсчета неизменяются по величине, вследствиечего выходной код канала грубого отсчета не будет соответствовать изме 5 ряемому перемещению,Достоинством предлагаемого преобразователя является нечувствительность к сбоям в системе его питания.В связи с этим возможен периодичес 30 кий режим работы преобразователя,при котором питание на него и наэлектронный блок обработки его сигналов подается только в момент запросаинформации о контролируемом перемещении от внешней измерительной системы,что существенно снижает его энергопотребление. изобретения оПреобразователь перемещений, содержащий установленные с воэможностью относительного линейного или вращательного перемещения ферромагнитные статор и ротор, на обращенных одна к другой поверхностях которыхвыполнены зубцы с одинаковым шагом ис разными углами наклона относительно направления их взаимного перемещения, и размещенные на роторе в егопродольных пазах секционированнаяобмотка возбуждения и секционированная обмотка точного отсчета, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью расширения диапазона однозначного отсчета. перемещений, он снабжен размещенными в диаметрально противоположных продольных пазах ротора двумя парами трехсекционных обмоток грубого5 14 отсчета, соединенными согласно-последовательно в каждой паре, крайние секции одной пары обмоток охватывают 20 и 402, а другой пары - 40 и 207 зубцов по длине ротора и намотаны в одном направлении, а средние секции этих пар обмоток намотаны в противоположном первому направлении, статор выполнен с длиной, равной 207. длины 21981ротора, первичная обмотка выполнена из четырех включениых встречно-последовательных секций, а обмотка точного отсчета выполнена в виде двух пар соединенных параллельно и расположенных диаметрально противоположно секций, соединенных в каждой паре встречно-последовательно.101421981 ц Составитель Т. Бычкоактор В, Бугренкова Техред А.Кравчук орректор С. Шек 14/36 Тираж 6 Подписи ка 5 ва Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная ВПИИП по 113035, ос ла ственного комитета СССобретений и открытий -35, Раушская наб., д.