Бесконтактный синусно-косинусный преобразователь угла Советский патент 1986 года по МПК G01B7/30 H02K24/00 

bo

05

ю

vj

ел Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики для определения углового положения валов различных объектов. Целью изобретения является повышение точности преобразователя угла путем коррекции его выходной характеристики за счет устранения постоянной составляющей в выходном сигнале. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема бесконтактного синусно-косинусного преобразователя угла. Преобразователь содержит подвижную часть 1 с размещенными на ней двумя одинаковыми пакетами магнитопроводов с однофазными многополюсными обмотками 2 и 3, которые взаимно, замкнуты между собой. Неподвижная часть 4 преобразователя содержит два одинаковых пакета магнитопроводов, в пазах одного из которых размещены три однофазных многополюсных обмотки 5- 7. Обмотка 5 является обмоткой возбуждения, а обмотки 6 и 7 представляют собой дополнительные обмотки коррекции. На втором пакете магнитопровода неподвижной части 4 размещена двухфазная измерительная обмотка, представляющая собой сдвинутые в пространстве на 90 эл. град, обмотки 8 и 9. Каждая из этих обмоток включена последовательно с одной из дополнительных обмоток 6 или 7 коррекции. Коэффициенты взаимоиндукции между обмоткой 5 возбуждения и обмотками 6 и 7 коррекции, соответственно, равиы К &трао и Kcospcto,(1) где К -.коэффициент передачи бесконтактного преобразователя угла; р- число пар полюсов, одинаковое для всех обмоток преобразователя; 0.0 - взаимное угловое смещение пакетов магнитопроводов неподвижной части 4. Бесконтактный синусно-косинусный преобразователь угла работает следующим образом. При подключении обмотки 5 возбуждения к источнику переменного тока в обмотке 2 подвижной части 1 будет индуцироваться ЭДС 2, амплитудное значение которой зависит от углового положения подвижной части 1 относительно неподвижной части 4 преобразователя EZ /(it/msinp« ,(2) где К - коэффициент трансформации преобразователя между его обмотками 5 и 2; Urn - амплитудное значение индуцированной ЭДС; а - контролируемый угол между подвижной 1 и неподвижной 4 частями преобразователя. Так как обмотки 2 и 3 взаимно замкнуты между собой, то ток, протекающий в обмотке 3 под воздействием ЭДС 2, индуцирует ЭДС 8 и 9jCOOTBeTCTBeHHO, в измерительных обмотках 8 и 9 неподвижной части 4, имеющие следующий вид: 8 /CiK2t/mSinpa cosp(a+ao);(3) 9 KiK2i/mSinpa sinp(a+ao), где Kz - коэффициент трансформации преобразователя между обмотками 3 и 8 или 3 и 9. Произведение KiKz представляет собой постоянную величину, равную 2/(, а угол cto в общем случае может включать в себя сумму углов взаимного углового смещения между магнитопроводами как неподвижной 4, так и подвижной 1 частей преобразователя. Таким образом, каждая из ЭДС 8 и 9 можно представить в виде алгебраической суммы 8 /(t/msin(2/7a+pao)-/(t/msinpao (4) 9 KUmCOs(2pa:+pao)-KUmCf)Spa,o. Поскольку каждая из обмоток 6 и 7 включена последовательно с одной из измерительных обмоток 8 и 9, соответственно, а коэффициенты передачи между обмотками 5-6 и 5-7 выбираются с учетом (1), то постоянные составляющие суммарных ЭДС, представленные вторыми слагаемыми в выражении (4), компенсируются, вследствие чего напряжения на выходе преобразователя будут иметь следующий вид: Ui /С (2pa+pao); U2 К .(2pa+pao}. Таким образом; в выходном сигнале преобразователя имеет место увеличение в два раза коэффициента его электрической редукции, равный 2р и устранена постоянная составляющая амплитуды переменного напряжения, которая влияет на погрещность измерения угла. Требуемый коэффициент взаимоиндукции согласно (1) может быть получен любыми известными конструктивными средствами, например, выбором количества зубцов пакетов магнитопроводов, на которые наматываются обмотки 6 и 7, или изменением числа их витков, а устранение фазовых рассогласований между мгновенными зн ачениям и векторов суммарных ЭДС 8 и б или 9 и может быть осуществлено с помощью фазосдвигающих цепей. Формула изобретения Бесконтактный синусно-косинусный преобразователь угла, содержащий подвижную часть с расположенными на ней двумя одинаковыми пакетами магнитопроводов с однофазными многополюсными обмотками, взаимно замкнутыми между собой, и неподвижную часть с двумя пакетами магнитопроводов, в пазах одного из которых размещена однофазная многополюсная обмотка возбуждения, а в пазах другого - двухфазная многополюсная измерительная обмотка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен двумя обмотками коррекции, размещенными на том же магнитопроводе, что и однофазная многополюсная обмотка возбуждения, каждая из этих обмоток включена последовательно с одной из фаз многополюсной измерительной обмотки, а коэффициенты взаимной индукции обмоток коррекции с однофазной многополюсной обмоткой возбуждения соответственно равны

/Csinptto и Kcospao,

где/С - коэффициент передачи .бесконтактного преобразователя; р - число пар полюсов многополюсных

обмоток;

«о -взаимное угловое смещение пакетов магнитопроводов неподвижной части преобразователя.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность преобразования угла бесконтактного синусно-косинусного преобразователя путем коррекции его выходной характеристики за счет устранения постоянной составляющей в выходном сигнале. Преобразователь содержит подвижную часть с размещенными на ней магнитопроводами с двумя одинаковыми многополюсными обмотками, которые взаимно замкнуты между собой. Неподвижная часть преобразователя содержит два одинаковых магнитопровода, на одном из которых размещены обмотка возбуждения и две обмотки коррекции, а на другом двухфазная измерительная обмотка, при этом каждая фаза измерительной обмотки включена последовательно с одной из обмоток коррекция Коэффициент трансформаторной связи обмоток коррекции с обмоткой возбуждения выбирается по заданному математическому выражению. При возбуждении преобразователя на измерительных обмотках возникают ЭДС, содержащие две составляющие - зависящую от перемещения и постоянную составляющую. Последняя составляющая компенсируется при суммировании с постоянной Ф величиной ЭДС, которая индуцируется в об(Л мотках коррекции. 1 ил.