Преобразователь электрическогосигнала b угловое перемещение

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(5 )М. Кд. с присоединением заявки6 08 С 9/04 Н 01 Г 21/Об Гееудпрстееииые комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 30.06,81,Бюллетень24 Дата опубликования описания 30,06,81(72) Авторы изобретения Н.А. Ахраров и А.В. Никулин Уфимский завод горного оборудования,(,54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА В УГЛОВОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ. Изобретение относится к автоматике и может битть использовано в системах автоматического и автоматизированного регулирования объектами.Известно устройство для преобразования ЭДС в угловое перемещение, содержащее два незамкнутых ферромагнит-ных кольца, обмотку возбуждения, две измерительные обмотки, равномерно распределенные по ферромагнитным кольцам, и подвижный ферромагнитный сердечник 113.Данное устройство может быть исповьзовано для преобразования ЭДС в угловое перемещение в малом диапазоне (320-340кроме того, оно обла,цает малой чувствительностью из-за ограниченного рабочего диапазона,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многооборотный бесконтактный потея" циометр; который. содержит магнитную систему, состоящую иэ двух полых неподвижных ферромагнитных стаканов 2и центрального ферромагнитного стерж- ня, на который насажен ферромагнитный вращающийся дисквходную и компенсирующую обмотки, два элемента Холла, укрепленных в специальных зазорах крайних:оснований центральногоРферромагнитного стержня, причем отсутствию сигнала на выходе элементов Холла соответствует равенство ампер-витков неподвижной обмотки с измеряемым (преобразуемым) постоянным током и навиваемой обмотки со стабильным постоянным током. Преобразователь может быть использован для преобразования электрических токов и ЭДС в перемещение 1 22.Недостаток этого преобраэователяналичие сложного перемоточного устройства, состоящего из двух каркасов с одинаковым числом спиральных канавок, один из которых надет на центральный стержень магнитной системы, а другой установлен на врашаю- щемся стержне и связан с первым кар. Расширение диапазона перемещенияподвижной части преобразователя до+10 Ф"и более достигается за счет того,3касом. При намотке компенсирующейобмотки с первого каркаса на второйпервый виток будет сдвинут относительно второго, второй относительно третьего и т.д. (величина расстояния зависит от формы канавок) . Такаянамотка является источником дополнительных погрешностей и приводит кнелинейности статической характеристики преобразователя, 10Цель изобретения - упрощение конструкции, расширение диапазона перемещещ 1 я подвижной части при одновременном повышении чувствительности и линейности статической характеристики. 15Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь электрическогосигнала в угловое перемещение, содержащий неподвижный:магнитопровод, подвижный магкитопровод, соединенный с 20валом реверсивного электродвигателя,двухсекционную обмотку возбуждения,подвижную двухсекционную сигнальнуюобмотку, расположенную на каркасе,укрепленном на подвижном магнитопроводе, два элемента Холла и усилитель,выходы которого, соединены с управляющей обмоткой реверсивного электродвигателя, введены два трапецеидальныхвыступа, закрепленных на неподвижном З 0магнитопроводе, неподвижная двухсек"ционная сигнальная обмотка, расположенная на общем каркасе с обмоткойвозбуждения, и фазовращатель, одинвход которого соединен с началом одной секции неподвижной сигнальной обмотки, другой вход - с концом другойсекции неподвижной сигнальной обмотки, один выход фазовращателя соединей с одним входом усилителя, другой 40вход которого соединен с первым выходом последовательно соединенныхэлементов Холла, второй выход которыхсоединен с другим выходом фазовращателя, причем подвижная двухсекционная сигнальная обмотка выполнена из, п -жильного ленточного провода (жилысоединены между собой последовательно-согласно) и соединена последовательно" встречно с неподвижной двухсекционной сигнальной обмоткой, а элементы Холла расположены диаметральнопротивоположно на трапецеидальных выступах, выполненных из магнитомягкого материала,55 02 фчто навиваемая двухсекционная сигнальная обмотка в начальном положении подвижного магнитопровода ав=О содержитчисло витков, равное числу витковнеподвижной двухсекционной сигнальной обмотки, и так как обмотки соединены между собой последовательновстречно, то создаваемые ими магнитные потоки взаимно уничтожаются приэтом положении подвижного магнитопровода.Повышение чувствительности достигается расширением диапазона перемещения подвижной части преобразователяи помещением элементов Холла на диаметрально противоположных выступахв полости неподвижного магнитопровода.Упрощение конструкции и увеличениелинейности статической характеристикидостигается использованием в преобразователе неподвижной двухсекционнойсигнальной обмотки, с которой последовательно-встречно соединена навиваемав двухсекционная сигнальная обмотка, состоящая из п -жильного ленточного провода.На фиг. 1.представлена схема компенсирующего элемента преобразователя электрического сигнала в угловоеперемещение: на фиг. 2 -принципиальная электрическая схема соединенияэлементов преобразователя,Компенсирующий элемент КЭ (фиг,1)содержит неподвижный магнитопровод,состоящий из двух торцевых магнитопроводов 1 и магнитопровода 2, выполненного для упрощения технологии сборки из двух О -образных деталей, трапецеидалвных выступов 3, на которыхрасположены элементы Холла 4, подвижной двухсекционной сигнальной обмотки 5, двухсекционной обмотки 6 возбуждения, подвижного магнитопровода 7и неподвижной двухсекционной сигнальной обмотки 8.Преобразователь электрическогосигнала в угловое перемещение 1 фиг.2)состоит из компенсирующего элементаКЭ, фазовращателя 9, фазочувствительного уеилителя 10 и реверсивногоэлектродвигателя )1,Работа преобразователя заключается в следукщем.При подключении обмотки бвозбуждения к источнику переменного напряжения в магнитной системе компенсирующего элемента появляется переменный 1 агнитный поток Ф. Под действием по5 84гока Ф преобразуемые ток 1 х или ЭДСЕ, подаваемые на вход элементов Хол-;ла 4, преобразуются в переменную ЭДСХолла Е. Эта ЭДС усиливается фазо-чувствительным усилителем 1 О и подается на реверсивный электродвигатель1, который вращает подвижный цилиндрический магнитопровод с двухсекционной навиваемой.сигнальной обмоткой5 до тех пор, пока на выходе сигнальной обмотки, образованной из двухсекционной навиваемой 5 и двухсекционнойнеподвижной 8 обмоток, не появитсяЭДС Ес, равная после фазовращателя 10по величине ЕУгол поворота подвижной части преобразователя пропорционален току 1 хЭДС Е)От начального положения подвижного магнитопроводасСо =0 преобразованиеэлектрического сигнала в зависимости от полярности может осуществляться,в пределах + 103 и более.Это достигается благодаря тому,что при=0 число витков неподвижной сигнапьной Ф равно числу витков навиваемой сигнальной обмотки 1 снт.еМ =9, и на выходе обеих обмотоквключенных последовательно-встречно,сигнал равен нулю. При преобразованиисигнала одной полярности вращение подвижного магнитопровода происходит отположения=О на ю =+103, а при смене полярности в другую сторону от о =0на аС:=-10 г,Формула изобретенияРПреобразователь электрического сигнала в угловое перемещение, содержащий неподвижный магнитопровод, подвижный магнитопровод, соединенный с валом реверсивного электродвигателя, двухсекционную обмотку возбуждения, подвижную двухсекционную сигнальную2902 6 5 1 О 15 20 25 39 35 40 45 обмотку, расположенную на каркасе,укрепленном на подвижном магнитопроводе, два элемента Холла и усилитель,выходы которого соединены с управляющей обмоткой реверсивного электродвигателя, о т л и ч а ю щ и й с я, тем, .что, с целью упрощения конструкции,расширения диапазона перемещения подвижной части при одновременном павы"шении чувствительности и линейностистатической характеристики преобразователя, в него введены два трапецеидальных выступа, закреппенных нанеподвижном магнитопроводе, неподвижная двухсекционная сигнальная обмотка, расположенная на общем каркасе с обмоткой возбуждения, и фазовра-.щатель, один вход которого соединен сначалом одной секции неподвижной сигнальной обмотки, а другой вход - сконцом другой секции неподвижной сигнальной обмотки, один выход фазовращателя соединен с одним входом усилителя, другой вход которого соединенс первым выходом последовательно соединенных элементов Холла, второй выход которых соединен с другим выходомфазовращателя, причем подвижная двухсекционная сигнальная обмотка выполнена из и -жильного ленточного провода, жилы которого соединены между собой последовательно-согласно, и соединена последовательно-встречно с неподвижной двухсекционной сигнальнойобмоткой, а элементы Холла расположены диаметральна противоположно натрапецеидальных выступах, выполненныхиз магнитомягкого материала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Зарипов М.Ф. Преобразователи сраспределенными параметрами. М "Энергия", 1969 с. 59-60,2. Авторское свидетельство СССРУ 239419, кл. Н 01 Г 21/06, 1967 (прототип).842902 Составит Техред И Е. Бударинаталош Корректор Ю. Макаренк шаева Редактор Т рственного комите обретений и откры 35, Раушская наб,од, ул. Проектная, 4 ал ППП Патент , г. Заказ 5109 65 ВНИИПИ Го по дела 13035, Москва