Трансформаторный датчик угла Советский патент 1990 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля угловых перемещений вращающихся объектов.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения влияния технологического разброса и повышения линейности преобразования угла поворота вращающегося объекта в электрический сигнал.

На чертеже показан схематически трансформаторный датчик угла.

Датчик содержит неявнополюсный цилиндрический статор 1 и размещенный на его оси вращающийся безобмоточный зубчатый ротор 2. По периферии внутренней пг)верхности статора равномерно распределены пазы 3-10, число которых кратно четырем. В этих пазах расположены со сдвигом 90 эл. град, обмотка 11 возбуждения, подключенная к источнику питающего напряжения Ui, и измерительная обмотка 12. к которой подключено нагрузочное сопротивление. Падение напряжения U2 на этом сопротивлении изменяется в зависимости от угла поворота ротора 2.

Обмотка 11 возбуждения расположена (при 8-полюсном статоре, как, например, показано на чертеже) в нечетных парах пазов 3-5. 5-7, 7-9 и 9-3. а измерительная обмотка 12 - в четных парах пазов, 4-6, 6-8. 8-10, 10-4. Число зубцов на роторе кратно двум, а промежутки между ними заполнены эпоксидным компаундом 13с наполнителем в виде ферромагнитного порошка. Содержание порошка в компаунде и объем его в промежутках между зубцами ротора влияют на соотношение магнитной проводимости его зубцов и промежутков, что позволяет при настройке датчика в процессе его изготовления регулировать крутизну и линейность его характеристики преобразования, обеспечивая компенсацию технологического разброса его параметров от образца к образцу.

Датчик работает следующим образом.

При подключении обмотки 11 возбуждения к источнику питания и нулевом положении ротора 2, когда его продольная или поперечная ось совпадает с осями, проходящими через диаметрально противоположно

(Л

расположенные пазы статора, например 6- 10 или 4-8, ЭДС измерительной обмотки равна нулю, так как магнитная система датчика симметрична, магнитные потоки р 1 , (pi возбуждения наводят в секциях измерительной обмотки 12 ЭДС, направленные встречно и взаимно компенсирующие одна другую.

При повороте ротора от нулевого положения на некоторый угол ЭДС измерительной обмотки растет пропорционально значениям угла. Эпоксидный компаунд 13с ферромагнитным порошком в промежутках между зубцами ротора замыкает на себя часть магнитного потока возбуждения, уменьшая поток в зубцах ротора, вследствие чего выходной сигнал датчика зависит от магнитной проницаемости и содержания порошка в компаунде.

При повышении магнитной проводимости компаунда с ферромагнитным наполнителем выходное напряжение Da, а следовательно, и крутизна выходной характеристики падает. В свою очередь, магнитная проводимость компаунда 13 зависит от процентного содержания порошка в компаунде.

Содержание порошка определяют в процессе настройки каждого образца датчика в следующем порядке: сначала определяют превышение крутизны выходной характеристики датчика над ее номинальным значением без заполнения пазов ротора компаундом с ферромагнитным наполнителем, затем по предварительно установленной экспериментальной зависимости изменения крутизны от содержания ферромагнитного порошка в компаунде и

найденному превышению крутизны определяют необходимое количество порошка.

Для обеспечения настройки крутизны по указанному порядку расчет обмоточных

данных предлагаемого датчика производят с учетом превышения крутизны над ее номинальным значением на величину технологического допуска на крутизну.

Изменение объема компаунда и обеспечение точной настройки крутизны возможны также с помощью ввертыша из этого же компаунда в промежутки между зубцами ротора путем изменения длины ввернутой части.

Одновременное повышение линейности выходной характеристики датчика обусловлено изменением формы магнитного поля в зазоре датчика и пазах ротора, заполненных компаундом с ферромагнитным порошком.

Формула изобретения Трансформаторный датчик угла, содержащий неявнополюсный статор с равномерно распределенными по его внутренней

поверхности пазами, число которых кратно четырем, размеа1енные в них с шагом по нечетным пазам обмотку возбуждения и с шагом по четным пазам измерительную обмотку и безобмоточный зубчатый ротор с

числом зубцов, кратным двум, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения влияния технологического разброса параметров и повышения линейности преобразования,

промежутки между зубцами ротора заполнены компаундом с наполнителем в виде ферромагнитного порошка.

Я- Щ йJ2

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - повышение точности трансформаторного датчика угла, который содержит неявнополюсный статор с кратным четырем числом равномерно расположенных пазов и размещенные в них обмотку возбуждения и измерительную обмотку, смещенные одна относительно другой на 90 эл.град. На оси статора расположен ротор с числом зубцов, кратным двум. Заполнение промежутков между зубцами ротора компаундом с ферромагнитным порошком в процессе настройки датчика обеспечивает уменьшение технологического разброса крутизны и нелинейности выходной характеристики датчика. 1 ил.