Преобразователь угловых перемещений Советский патент 1986 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения параметров движения и управления подвижными объектами, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 922495., Цель изобретения - поышение помехоустойчивости, надежности и достоверности преобразования угловых перемещеннй путе.м совмещения в одном преобразователе независимо функционирующих индуктивной и емкостной частей. На фиг. 1 показана функцпона.чьная схема и сечение преобразователя по продольной оси; на фиг. 2 - сечение А -А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Преобразователь угловых перемещений содержит закрепленный на оси , которая связывается с контролируемым объектом (не показан) в процессе измерений, профилированный ферромагнитный диск 2, на поверхность которого нанесен нервый электропроводный слой 3, например, из алюминия. Этот диск pa3MeHj.en в зазоре П-образного магнито 1рОБОда 4, в середине центральной перемычки которого размещена первая изоляционная прокладка 5. Последняя может быть образована, нанример, слоем клея, с помощью которого обеспечивается соединение двух Г-образных сердечников для получения П-образного магнитопровода. На противолежащие внутренние новерхности полюсов магнитопровода 4 нанесены два других электропроводных слоя б и 7, кото.рые образуют вместе с первым электропроводным слоем 3 конденсатор перемепной емкости, величина которой зависит от углового положения профилированного диска 2. Через токосъемники 8 электропроводные слои 6 и 7, образующие обкладки конденсатора, подключены к измерительной схеме 9, преобразующей изменения емкости в информационный сигнал об угле поворота диска 2, а следовательно, и оси 1. На центральной перемычке магнитопровода 4 размещена катущка 10 индуктивности, подключенная к второй измерительной схеме 11, например мостовой, преобразующей изменения индуктивности этой катушки в информационный сигнал об уг.те поворота оси 1. На одном из нолюсов магнитопровода 4 симметрично закреплены два ферромагнитных участка 12, на параллельных выступах 13 которых размеще1Пз1 две, соединенные последовательно-встречно обмотки 14 и 15, нрисоединенные к входам схемы 16 сравнения, выполненной, например, в виде фазового детектора. На оси I закреплен также секторный диск 17, размещенный между выступами 13 ферромагпитных участков 12 магнитной цепи преобразователя и выполняющий функции якоря модулятора индуктивности обмоток 14 и 15 преобразователя. Выступы 13 отделены от ферромагнитных участков 12 изоляционными прокладками 18 и 19, образованными, nanpnjviep, слоями клея, с помощью которых обеспечивается их склеивапие. Ввиду наличия изоляционных прокладок предотвращается взаимоиндуктивное взаимодействие обмоток 14 и 15 и катушки 10 одна на другую, что повышает помехоустойчивость преобразователя. Измерительпые схемы 9 и 11 и схема 16 сравнения могут введены в качестве составных элементов в вычислительный блок 20, например цифровую вычислительную мапшну (ЦВМ), обрабатываюшую информационные сигналы, получае.мые на их выходах. Преобразователь угловых перемещений работает следуюпхим образом. При врапхении оси 1 с закрепленными на ней профилпрованны.ми ферромагнитным 2 и секторым 17 диска.ми происходит соответственно изменение индуктивности катушки 10 и обмоток 14 п 15. 13 результате на выходе измерительной схемы 9 и схемы 16 сравнения одновременно формируются выходные сигналы об угловом перемещении оси 1 и связашюго с ней объекта контроля. Так как индуктивность катущки 10, зависящая от углового положения профили рованпого диска 2 растет, нанри.мер, в диапазоне углов от О-180° и убывает в диапазоне 180-360° в то время, как сигнал на выходе схемы 16 сравнения изменяется по знаку нри переходе из одного из указанных диапазонов в другой, это обспечивает устранение неоднозначности отсчета угла в пределах одного полного поворота профилированного диска 2. При вращении этого диска нроисход}1т. также изменение емкости конденсатора, образованного электропроводными слоя.мп 3, 6, и 7 за счет изменения нлощади их взаимного перекрытия. В результате емкость конденсатора убывает в диапазоне углов О-180° поворота оси 1 с профилированным диском 2 и возрастает - в дианазоне 180-360°. Таким образом, в результате введения трех электропроводных и трех неэлектропроводных слоев (изоляционных прокладок) нредлагаемый преобразователь угловых перемещений совместил в себе индуктивно-емкостный измерительный комплекс, в котором индуктивные п емкостные части функционируют независи.мо одна от другой. Их сигналы, одновременно обрабатываемые в вычислительном блоке 20, например, ЦВМ, могут бьггь преобразовапы в двоичные код1з1, из которых отбирается для регистрации любой, не выходящий за пределы наперед заданных уровней. В случае превьипения заданного уровня, например при действии помехи, соответствующий коди рованный сигнал отключается от регистратора.

В случае воздействия высоко- и низкочастотной помехи на преобразователь в измерительной аппаратуре регистрируется выходной сигнал только той части преобразователя, которая нечувствительна к соответствующему виду помехи. Например, индуктивная часть преобразователя не теряет работоспособности при воздействии высокочастотных помех, так как для них резко растут потери на перемагничивание и вихревые токи, вследствие чего высокочастотная помеха быстро затухает. При действии низкочастотной помехи резко возрастает реактивное сопротивление емкостной части преобразователя, которая таким образом надежно функционирует, обеспечивая быстрое затухание низкочастотной помехи.

В результате этого повышается помехоустойчивость и достигается повьипение надежности преобразователя, так как в случае выхода из строя какой-либо части преобразователя (емкостной или индуктивной) при воздействии, например, механических ударов, вибраций или других помех, остальные его части продолжают функционировать. Кроме того, повышается достоверность преобразования угловых перемещений благодаря сравнению и более объективной оценке информационных сигналов об одном и том же параметре, одновременно получаемых в совмещенных индуктивной и емкостной частях преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь угловых перемещений по авт. св. о 922495, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, надежности и достоверности преобразования, он снабжен тремя электропроводными слоями, один из которых нанесен на поверхность профилированного ферромагнитного диска, а два других - на противолежащие внутренние поверхности полюсов П-образного магнитопровода, и тремя изоляционными прокладками, одна из которых размещена в середине перемычки П-образного магнитопровода, а две другие - между выступами ферромагнитных участков, на которых размещены встречно-соединенные об.мотки, и их частями, примыкающими к полюсу П-образного магнитопровода.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять угловые перемещения вращающихся объектов. Целью изобретения является новыщепие помехоустойчивости, надежности и достоверности преобразования за счет совмещения в одном преобразователе независимо функционирующих индуктивной и емкостной частей. Преобразователь угловых перемещений содержит закрепленный на оси 1 профилированный ферромагитный диск 2, размещенный в зазоре П-образного магнитопровода 4. На поверхность диска нанесен первый электропроводный слой 3. В середине центральной перемычки П-образного магнитопровода размещена первая изоляционная прокладка 5, образованная, например, слоем клея. На этой же перемычке магнитопровода 4 размещена катущка 10 индуктивности. На противолежащих внутренних поверхностях иолюсов магнитопровода 4 нанесены второй 6 и третий 7 электропроводные слои, с которых, как с обкладок конденсатора, через токосъемники 8 снимается информационный сигнал об угловом положении профилированного диска 2 с нанесенным на не.м первым электроприводным слоем 3. На одном из полюсов П-образного магнитопровода 4 симметрично расположены два ферромагнитных участка с выступами, которые отделены от участков с помощью второй и третьей изоляционных прокладок, сл образованных, например, слоями клея. На выступах раз.мещены обмотки, включенные последовательно-встречно и чувствительные к положению секторного диска 17, закрепленного на оси 1. 3 ил. А to 00 сд N5 ГО

Ю