Прецизионный преобразователь угловых перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01D5/20 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных преобразователях угловых перемещений Б электрический сигнал.

Цель изобретения - повышение точности измерения угловых перемещений во всем диапазоне измеряемых углов за счет соответствующего выполнения якоря преобразователя.

На фиг. 1 представлена электрическая схема прецизионного преобразователя уг- 10 ловых перемещений; на фиг: 2 - принцип формирования образующих кулачка; на фиг. 3 - зависимость выходного сигнала от угла поворота вала при возбуждении синусоидальным сигналом.

Преобразователь содержит закрепленный на валу J ферромагнитный якорь 2, выполненный в виде кулачка, образующие внещ- ней поверхности которого в сечениях, перпендикулярных оси вала, представляют со- «-лидиг в ооратноя: последователь бой зеркально отраженные 180-градусные 20

части спирали Архимеда с полюсом по оси Выполнение ферромагнитного якоря в ви- вала в плоскости образующих, и индук- , образующая поверхности которо- тивные бесконтактные датчики 3 и 4, раз- ° сечениях, перпендикулярных оси вала, мещенные по обе стороны якоря 2 в одной представляет собой зеркально отраженные плоскости с осью вала 1. Эти датчики вы- части спирали Архимеда с пополнены на П-образных сердечниках распо- люсом на оси вала в плоскости образую- ложенных в осевой плоскости вала

ние приближается (фиг. 2), так как соглас но уравнению спирали Архимеда

, , где - ,

Р - расстояние от полюса спирали до точки на спирали;

V - постоянная скорость движения точ ки по лучу, вращающемуся окало полюса;

ю - постоянная угловая скорость вращения луча.

Таким образом, формируется линейная зависимость выходного сигнала преобразователя при его возбуждении переменным полем от угла поворота вала (фиг. 2 и 3) При дальнейщем вращении вала от N+180° до N+360° N процесс преобразования происходит в обратной: последовательности

Ы т гт

таким образом, что магнитный поток каждого сердечника замыкается через поверхность кулачка, которую образуют 180- градуснь тю.,.,, я «

полюсам

датчики 3 и 4 совместно с резисторами 5 и 6 образуют измерительный мост переменного тока.

Прецизионный преобразователь работает следующим образом.

щих, позволяет повысить точность измерения угла вследствие обеспечения линейной зависимости выходного сигнала преобразо, .,,c., nuiupynj иоразуют i«u-вателя от угла поворота вала. При этом

градусные части спиралей Архимеда с сравнению с прототипом сохраняется воз- полюсами на оси вала 1. Указанныеможность измерения угла поворота во всем

диапазоне, а также обеспечивается возможность измерения углов во всем диапазоне их изменения.

Таким образом, изобретение повыщает точность измерения угла поворота вала наряду с неограниченным диапазоном измерения

В начальном положении вала, допустим ° ™ °Р° IN-градусном, один из. бесконтактных индуктивных датчиков максимально приближен

маякнТ ™ Р ЛРУ -ой макси- 40 мально удален от нее. При возбуждении дифференциального бесконтактного индук- преобразователя угловых перемещении переменным током на его выходе примГп Тже нТГв ал ьГпТсГмТини 45 -™ -мереной величины. При повороте валП, ° Диапазоне измеряемых углов, N ЯП М-Ыйпо „„/„„., °°°Р° а от якорь преобразователя выполнен в виде

кулачка. nfinp vK inu DuoirTrini i „„

Формула изобретения

Прецизионный преобразователь угловых перемещений, содержащий вал с размещенным на нем ферромагнитным якорем бесконтактного индуктивного преобразователя угловых перемещений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере14Ы СТ D / nj С т т ti f -, г

N ЯП вала i от N до N+180° пропорционально углу поворота изменяется расстояние между поверхностью кулачка и магнитопроводами инд к- тивных бесконтактных датчиков, причем если от одного из них поверхность удаляется, то к другому на такое же расстоя50

iлJ - мж v-vi/i ojLJiiivy incn И ВИДс

кулачка, образующие внешней поверхности которого в сечениях, перпендикулярных оси вала, представляют собой зеркально отраженные 180-градусные части спирали Архимеда с полюсом на оси вала в плоскости образующих.

0

«-лидиг в ооратноя: последователь 0

ние приближается (фиг. 2), так как согласно уравнению спирали Архимеда

, , где - ,

Р - расстояние от полюса спирали до точки на спирали;

V - постоянная скорость движения точки по лучу, вращающемуся окало полюса;

ю - постоянная угловая скорость вращения луча.

Таким образом, формируется линейная зависимость выходного сигнала преобразователя при его возбуждении переменным полем от угла поворота вала (фиг. 2 и 3) При дальнейщем вращении вала от N+180° до N+360° N процесс преобразования происходит в обратной: последовательности

Ы т гт

° ™ °Р°

-™ -мере ° Диапазоне измеряемых углов, якорь преобразователя выполнен в виде

Формула изобретения

Прецизионный преобразователь угловых перемещений, содержащий вал с размещенным на нем ферромагнитным якорем бесконтактного индуктивного преобразователя угловых перемещений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере14Ы СТ D / nj С т т ti f -, г

° Диапазоне измеряемых углов, якорь преобразователя выполнен в виде

кулачка. nfinp vK inu DuoirTrini i „„

0

iлJ - мж v-vi/i ojLJiiivy incn И ВИДс

кулачка, образующие внешней поверхности которого в сечениях, перпендикулярных оси вала, представляют собой зеркально отраженные 180-градусные части спирали Архимеда с полюсом на оси вала в плоскости образующих.

фиг. 2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных преобразователях угловых перемещений в электрический сигнал. Целью изобретения является повышение точности измерения угловых перемещений во всем диапазоне измеряемых углов. Преобразователь содержит закрепленный на валу 1 ферромагнитный якорь 2, выполненный в виде кулачка, образующие внешней поверхности которого в сечениях, перпендикулярных оси вала, представляют собой зеркально отраженные 180-градусные части спирали Архимеда с полюсом на оси вала, и индуктивные бесконтактные датчики 3 и 4, размещенные по обе стороны якоря 2 в одной плоскости с осью вала 1. Эти датчики выполнены на П-образных сердечниках, расположенных в осевой плоскости вала 1 таким образом, что магнитный поток каждого сердечника замыкается через поверхность кулачка, которую образуют 180-градусные части спиралей Архимеда с полюсами на оси вала 1 в плоскости образующих. Датчики 3 и 4 совместно с резисторами 5 и 6 образуют измерительный мост переменного тока. При повороте вала 1 пропорционально углу поворота изменяется расстояние между поверхностью кулачка и магнитопроводами индуктивных бесконтактных датчиков, причем если от одного из них поверхность удаляется, то к другому на такое же расстояние приближается. При этом на выходе преобразователя формируется линейный электрический сигнал, пропорциональный углу поворота вала. Изобретение повышает точность измерения угла поворота вала наряду с неограниченным диапазоном измерения углов поворота вала. 3 ил.

й

fe/x.

-f-v