Трансформаторный датчик угла поворота Советский патент 1987 года по МПК G01B7/30 

112

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерения угла поворота в различных системах контроля, например для телеизмерений угла поворота балансира нефте,добываюш,его станка- качалки.

Целью изобретения является повышение точности измерения угла поворота путем увеличения чувствительности датчика за счет увеличения градиента магнитной проводимости измерительной цепи датчика.

На чертеже представлен трансформаторный датчик угла поворота объекта, сечение по поперечной оси ,

Датчик содержит ферромагнитный статор 1, выполненный в виде полого цилиндра с торцовыми крышками 2 и 3. В кольцевых пазах крышек 2 и 3 статора 1 размещены обмотки 4 и 5 возбуждения, соединенные последовательно согласно, и обмотки 6 и 7 измерения, соединенные последовательно встречно, В полости статора 1 размещен цилиндрический ферромагнитный ротор 8, связываемый с объектом контроля в процессе измерения. На внутренних поверхностях крьшгек 2 и 3 статора 1 установлена одна пара пластин 9 и 10, симметрично расположенных относительно поперечной оси датчика, а на обоих основаниях ротора 8 установлена диаметрально противоположно относительно продольной оси датчика вторая пара пластин 11 и 12, Обе пары пластин выполнены полукруглыми из немагнитного материала с высокой электропроводностью.

Трансформаторный датчик угла поворота работает следующим образом,

В исходном положении ротора 8 маг нитньй поток, создаваемый обмоткой 4 возбуждения, ослаблен экранирующими пластинами 10 (на крьш1ке 2 статора) и 11 (на одном из оснований ротора), полностью перекрьшающими путь магнитного потока. Вследствие этого ЭДС, наводимая в измерительной обмотке 7, минимальна, В этом же исходном положении магнитный поток, создаваемый обмоткой 5 возбуждения, лишь частично ослаблен совмещенными по положению экранирующими пластинами 9 (на другом основании ротора 8) и 12 (на крьгаже 3 статора). Вследствие этого ЗДС, наводимая в измерительной обмотке 6, максимальна, В

62

результате выходной сигнал датчика имеет максимальную амплитуду. При повороте ротора 8 площадь перекрытия магнитн ого потока возбуждения экранирующими пластинами 9 и 12 увеличивается, а площадь перекрытия магнитного потока возбуждения экранирую- щими пластинами 10 и 11 уменьшается. Вследствие этого, ЭДС,. наводимая в измерительной обмотке 7, увеличивается, а ЭДС, наводимая в измерительной обмотке 6, уменьшается, В результате вькодной сигнал датчика уменьшается. При повороте ротора на 90 площади перекрытия магнитных потоков экранирующими пластинами равны для обеих измерительных обмоток 6 и 7, вследствие чего выходной сигнал датчика равен нулю.

Так как экранирующие пластины выполнены из материала с высокой электропроводностью, то изменение их взаимного положения приводит к

повышению градиента магнитной проводимости измерительной цепи датчика, что увеличивает его чувствительность. Благодаря размещению обмоток возбуждения и измерения в

кольцевых пазах торцовых крьш1ек статора практически весь магнитный поток, создаваемьш обмотками возбуждения, пересекает измерительные обмотки,-что дополнительно повышает чувствительность трансформаторного

датчика угла поворота. Для увеличения линейности выходной характеристики датчика ротор и крьшки датчика могут быть выполнены из прессованной порошковой стали.

5

0

5

Формула изобретения

Трансформаторный датчик угла поворота, содержащий ферромагнитный цилиндрический ротор, ферромагнитный статор, выполненньй в виде полого цилиндра с торцовыми крышками, и размещенные на нем обмотки возбуждения и измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем увеличения чувствительности, он снабжен двумя парами пластин, выполненных из немагнитного материала с йысокой электропроводностью, одна из пар размещена на внутренних поверхностях крьш1ек статора симметрично относительно поперечной оси датJ1281876

чика, вторая - на основаниях ротора обмотки возбуждения и измерения диаметрально противоположно относи- размещены в кольцевых паяах торцовых тельно продольной оси датчика, а крышек статора.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения угла поворота путем увеличения чувствительности за счет повышения градиента магнитной проницаемости измерительной цепи трансформаторного датчика угла поворота. Датчик Содержит ферромагнитный статор 1, выполненный в виде полого цилиндра с торп,овыми крышками 2 и 3. В кольцевых пазах крышек размещены обмотки 4 и 5 возбуждения и 6 и 7 измерения. Б полости статора размещен ферромагнитный цилиндрический ротор 8, связанный с объектом контроля. На внутренних поверхностях крышек статора установлена одна пара экранирующих пластин 9 и 10, симметричных относительно поперечной оси датчика, а на обоих основаниях ротора - вторая пара экранирующих пластин 11 и 12, размещенных диаметрально противоположно относительно продольной оси датчика. Обе пары пластин выполнены из немагнитного материала с высокой электропроводностью. При повороте ротора изменяется площадь перекрытия магнитного потока экранирующими пластинами, вследствие чего ЭДС в одной из измерительных обмоток увеличивается, а ЭДС в другой измерительной обмотке уменьшается, В результате при повороте ротора на 90° выходной сигнал датчика изменяется от максимального до нуля. 1 ил t с в (Л