ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах контроля и регулирования для измерения угловых перемещений. В частности описанный ниже измеритель применяется для контроля угла поворота вала золотника винтового компрессора холодильной машины.

Для измерения перемещений широко применяют индуктивные датчики с переменным реактивным магнитным сопротивлением (вихретоковые датчики).

Вихретоковый датчик представляет из себя сердечник, на котором размещаются две обмотки обмотка возбуждения и измерительная [1] В качестве подвижного элемента используется короткозамкнутый виток. Недостатком этого датчика является то, что он преобразует в электрический сигнал только линейное перемещение подвижного элемента.

Недостатком этого датчика является то, что он преобразует в электрический сигнал только линейное перемещение подвижного элемента.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является для измерения больших угловых перемещений трансформаторный датчик угла поворота, содержащий три обмотки: обмотку возбуждения, измерительную обмотку и обмотку смещения [2] Обмотки возбуждения и смещения состоят из двух секций и расположены на неподвижном замкнутом магнитопроводе. Измерительная обмотка расположена на сердечнике, вращающемся на валу, угол поворота которого требуется измерить. В измерительной обмотке индуктируется ЭДС, пропорциональная ее угловому перемещению. Недостатками данного датчика являются большое влияние биений вала, угол поворота которого измеряется, несоосности, вибраций, изменения воздушного зазора между обмоткой возбуждения и измерительной обмоткой на показания и надежность датчика, а также наличие измерительной обмотки на подвижной части.

Технической задачей изобретения является повышение надежности и точности измерения угловых перемещений.

Технический результат достигается тем, что в измерителе угловых перемещений, содержащем корпус, сердечник с расположенными на нем обмотками, перемещающийся вдоль него короткозамкнутый виток, закрепленный на валу измерителя, сердечник имеет форму полукольца, образуемого окружностью с центром в точке O₂, который может смещаться относительно центра вращения O₁ короткозамкнутого витка, что обеспечивает уменьшение нелинейности измерителя. При одинаковых углах поворота короткозамкнутого витка относительно сердечника на нем очерчиваются дуги различной длины.

Таким образом, при точно подстроенном расстоянии между осями O₁ и O₂ происходит компенсация нелинейности выходной характеристики, вызванной изменением чувствительности измерителя при перемещении короткозамкнутого витка вдоль сердечника. Для повышения точности введены направляющие, запрессованные в корпус, а на торцах сердечника имеются пазы. Благодаря этому сердечник может перемещаться относительно вала измерителя на 2 3 мм.

На фиг. 1 показан измеритель угловых перемещений; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 электрическая схема.

Измеритель угловых перемещений содержит корпус 1, сердечник 2, имеющий форму полукольца, на концах которого имеются пазы 3, обеспечивающие возможность перемещения сердечника 2 относительно вала 4 по направляющим 5, установленным в корпусе 1 измерителя. На сердечнике 2 расположены пары обмоток, одна из которых 6 состоит из первой первичной и измерительной обмоток, вторая 7 из второй первичной и компенсационной обмоток, причем первичные обмотки соединены согласно-последовательно, а вторичные - встречно-последовательно (фиг. 3). Вдоль сердечника 2 перемещается короткозамкнутый виток 8, закрепленный на поводке 9, который в свою очередь закреплен на валу 4 измерителя. На другом конце вала имеется сильфон 10, снижающий вибрацию и уменьшающий влияния биения вала измерителя и золотника компрессора и их несоосности на надежность и точность прибора.

Измеритель угла поворота работает следующим образом.

На первичную обмотку I (фиг. 3) подается переменное напряжение. С измерительной обмотки II снимается сигнал, амплитуда и фаза которого меняется при перемещении вдоль сердечника короткозамкнутого витка. В среднем положении (когда короткозамкнутый виток находится посредине между парами обмоток) сигнал на выходе равен нулю. В крайних положениях сигналы на выходе имеют наибольшее значение и противоположны по фазе.

Включенный между валом золотника компрессора и валом датчика сильфон не вводит дополнительного люфта, но полностью компенсирует биения и несоосность, а также позволяет передавать вращательное движение под углом до 10^o, что дает возможность устанавливать измеритель с перекосом или под углом к оси вращения вала золотника компрессора без опасения повредить измеритель либо внести дополнительную погрешность.

Использование: измерительная техника. Сущность изобретения: в измерителе угловых перемещений установлен сильфон 10, компенсирующий биение и несоосность валов измерителя и золотника компрессора. Сердечник 2 выполнен в виде полукольца, на концах которого выполнены пазы 3, обеспечивающие возможность перемещения сердечника 2 относительно вала 4 по направляющим 5, установленным в корпусе 1 измерителя, а обмотки 6 и 7 расположены парами, первая 6 из которых состоит из первой первичной и измерительной обмоток, а вторая 7 - из второй первичной и компенсационной обмоток. 3 ил.

Измеритель угловых перемещений, содержащий корпус, сердечник с расположенными на нем обмотками, перемещающийся вдоль него короткозамкнутый виток, закрепленный на валу измерителя, отличающийся тем, что он содержит сильфон, расположенный на валу измерителя и имеющий жесткое крепление с валом золотника компрессора, сердечник имеет форму полукольца, на концах которого выполнены пазы для его перемещения относительно направляющих, а обмотки расположены парами, одна из которых состоит из первой первичной и измерительной обмоток, вторая из второй первичной и компенсационной обмоток, причем первичные обмотки соединены согласно последовательно, а вторичные - встречно последовательно.