Индуктивный преобразователь перемещений в код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/06 

Изобретение относится к электромагнитным элементам систем измерени и может быть использовано в системах управления подвижными объектами и в устройствах фиксации их положений. Известен индуктивный преобразова тель перемещений в код, содержащий П-образный магнитопровод с продольными стержнями и зубчатым ферромагнитным сердечником, причем на основании магнитопровода расположены входная и выходная обмотки DJ Однако преобразователь характери ется низким уровнем выходных сигналов, что обусловлен з наличием значи тельных потоков рассеивания, npoxt.-лящих через неподвижные зубщзт и не участвукяцих в образовании рабочих перепадов потока, воздействующего на Выходную обмотку, а также малост магнитной проводимости зазора между якорем и магнитопроводом. Это требу значительного усиления выходных сиг налов с помощью соответствующих электронных средств (усилителей). Для формирова.ния информации о положениях подвижной части необходимы счетное устройство и дешифратор с с ответствующими источншсами питания, Таким образом, недостатками данного устройства являются пнзштИ уровень выходных сигналов, большое потребле ние энергии невысокая помехоустойчивость. Последняя оказывается дополнительно уменьшенной во время ра боты счетного устройства из-за сбоев счетчика. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является индуктивный преобразователь перемещений в код, сод ржащш магнитопровод, ферромагнитный зубчатый сердечник, соединенный с магнитопроводом, магнитопроводный якорь, расположенный внутри магнитопровода, обмотку возбуждения, входные обмотки, расположенные на ферромагнитном зубчатом сердечнике,причем обмотка возбуждени расположена на магнитопровод а z . Недостатками известного преобразователя являются низкие уровни выходных сигналов и помехоустойчивость из-за малой магнитной проводи мости на участке нахождения якоря, больших потоков рассеяния и повы, шенного уровня остаточного напряжен в обйотках; увеличенные габариты и потребление энергии, обусловленные наличием блоков сравнения, шифратора и источников электропитания к ним. Кроме того, как ив предыдущем уст()ойствё случайные силовые воздействия на подвижную часть, реально существующие в промышленной эксплуатации, приводят якорь в соприкосновение с выходной обмоткой, которая в результате повреждается, и преобразователь может выйти из строя. Целью изобретения является повьппение помехоустойчивости преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в индуктивньй преобразователь перемещений в код, содержащий магнитопровод, ферромагнитный зубчатый сердечник, соединенный с магнитопроводом, первый магнитопроводный якорь, расположенный внутри магнитопровода, обмотку возбуждения, выходные обмотки, расположенные на ферромагнитном зубчатом сердечнике, введены второй магнитопроводной якорь, ферромагнитные перемычки, электропроводное кольцо, электропроводные стержни, магнитопровод выполнен в виде стакана с продольными прорезями, по оси которого расположен ферромагнитный зубчатый стержень, соединенный с основанием магнитопровода, обмотка возбуждения расположена на ферромагнитном -зубчатом стержне у основания магнитопровода, первый магнитопроводный якорь соединен ферромагнитными перемычками через прорези в магнитопроводе со вторым, расположенным снаружи магнитопровода, магн топроводным якорем,электропроводное кольцо, расположенное на внешней боковой стороне первого магнитопроводного якоря, соединено через электропроводные стержни с электропроводными перемь1чками, расположенными на внешней боковой стороне второго-магнитопроводного якоря. На фиг, 1 схематично показана конструкция преобразователя; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1i Индуктивный преобразователь перемещений в код содержит магнитопровод 15 выполненный в виде стакана с продольными прорезями 2, число которых для определенности принято равным трем. У основания магнитопровода 1 расположена обмотка 3 возбуждения. В центральной части внутренней полости магнитопровода 1 расположен ферромагнитный зубчатый сердечник 4 с зубцами 5, между кбторыми расположены выходные обмотки 6-9 (их число для определенности взято равным четырем). В зазоре между ферромагнит ными сердечником 4 и магнитопроводом .расположен магнитопроводный якорь 10 который посредством магнитопроводных перемычек 11 скреплен с магнитопроводным якорем 12, соединенным с конт ролируемым подвижным объектом (на чертеже не показан). Электропроводны перемычки 13 и 14 соединены с элект ропроводным кольцом 15 с помощью электропроводных стержней 16, магнитопроводный якорь 10 жестко скреплен с электропроводным кольцом 15, магнй топроводные перемычки 11 - с электро проводными стержнями 16. Индуктивный пр.еобразователь перемещений в код работает следующим образом. Через X обозначена ось перемещений подв.ижной части.устройства, состоящей из скрепленных между собой магнитопроводных якорей 10 и 12, маГнитопроводной перемычки 11 и элект ропроводных перемычек 13 и 14, кольцо 15 и стержней 16; Перемещения подвижной части в направлении, указан ном стрелкой, оставляют незащищенными от прохождения переменного магнитного потока, созданного входной обмоткой 3, такое число выходных обмоток 6 - 9 на ферромагнитном сердечнике 4, которое пропорционально координате Х). Комбинация сигналов высокого и низкого уровней (т.е. уров ней логической 1 и логического О) на выходах выходных обмоток 6-9 преоб разуют выходной кодпреобразователя. Так, в положении магнитопроводного якоря 10, показанном на фиг. 1., магнитный поток входной обмотки 3 замыкается по магнитопроводу 1, магнитопроводНой перемычке 11,магнитопроводным якорем ТО и 12, а также по зубцу ферромагнитного сердечника 4, распоженному между выходными обмотками 8 и 9, и, наконец, по ферромагнитному сердечнику 4. Сигналы высокого уровня снимаются при этом с трех выходных обмоток 6 - 8, т.е. преобразователь выдает код 1110 координаты подвижной части. В изображненномчна фиг. 1 положе. НИИ магнитопроводного ЯКОРЯ 10 в обмотке 9 выходной сигнал высокого .уровня не наводитс.я, поскольку электропроводное кольцо 15 экранирует огранич шаемую его положением часть ферромагнитного сердечника 4 с обмоткой 9 (), а магнитопровод 1 экранируется двумя короткозамкнутыми витками, образованньми частями электропроводного кольца 15 (левой и нижней по фиг. 2), электропроводными - стержнями 16., а также электропроводными перемычками 13 и 14. Магнитопровод 1 экранирован лишь . частично (биг. 2). Так как число устанавливаемых на попвижную часть съемных электропиовопных перемычек 13 и 14 определяет число подвижных короткозамкнутых витков, 1гли степень экранирования магнитопровода 1, то изменение этого числа позволяет регулировать уровни сигналов в выходных обмотках 6-9 преобразователя. Экранирование ветвей магнитопровода 1 и ферромагнитного стержня 4, а также введение электропроводных стержней 16, электропроводных перемь1чек 11, размещенных в прорезях. и магнитопроводного якоря12 позволяет в несколько раз снизить уровень сигналов, наводимых (при тех же, что у известных устройств параметрах сети электропитания преобразователя) в выходных обмотках 6-9, расположенных за электропроводным кольцом 15. Это значит, что в. обмотках 6-9, за цищенных от воздействия магнитного потока короткозамкнутыми витками и элеКтропроводнь1м кольцом 15, в несколько раз увеличивается рабочая проводимость магнитной цепи за счет увеличения площади зазора .между маг-. нитопроводом 1 , магнитопроводным якорем 12 и магнитопроводными перемычками 11. Осуществление регулировки уровня сигналов выходных обмоток 6 9, позволяет уменьшить погрешность, преобразования от образца к образцу в серии преобразователей, а также изменение уровня выходных сигналов : в процессе эксплуатации из-за воздействия дестабилизнрующих факторов и старения. Экономический эффект от применения зобретения обусловлен технологичесими преСуществами устройства. .

ИНДУКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, содержащий магнитопровод, ферромагнитный зубчатый сердечник, соединенный с магнитопроводом, первый магнитопроводный якорь, расположенный внутри магнитопроврда, обмотку возбуждения, выходные обмотки, ра сположенные на ферромагнитном зубчатом сердечнике, о тл и чающий с я тем, что, с целью повьпиения помехоустойчивости преобразователя, в него введены второй магнитопроводящий якорь, ферромагнитные перемычки, электропроводное кольцо, электропроводные пере.мычки, электропроводные стержни, магнитопровод выполнен в виде стакана с продольными прорезями, по оси которого расположен ферромагнит-ный зубчатый стержень, соединенный с основанием магнитопровода, обмотка возбуждения расположена на ферромагнитном зубчатом стержне у основания магнитопровода, первый магнитопроводящий якорь соединен ферромагнитными перемычками через прорези в магнитопроводе со вторым магнитопроводным якорем, расположенным сна(О ружи магнитопровода, электропроводное кольцо, расположенное на внешней С боковой стороне первого магнитопроводиого якоря, соединено через электропроводные стержни с электропроводными перемычками, расположенными на внешней боковой стороне в то-; рого магнитопроводного якоря. О5 о СП О5