Датчик угловых перемещений Советский патент 1991 года по МПК G01B7/30 

|О ОП

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точ- ности индуктивного датчика угловых перемещений Последний содержит электропроводные статор 2 и ротор 3, имеющие в своих цилиндрических стенках окна 4 и 5 соответственно с угловым размером 180° площадь взаимного перекрытия которых изменяется при вращении ротора Это приводит к изменению индуктивности обмотки 6 датчика, размещенной на каркасе, который прикреплен к внешней поверхности статора Снаружи статора 2 размещень- o.i «i ально с ним два эпектропроводны то- т о 9 и 10 с окнами имеющими угловой размер 180° Один из стаканов 9 жестко скре: лен со статором так что окна 4 и 11 в них Ьылч расположены одно напротив другого Вто рой стакан 10 жестко соединен с ротором 3 причем окно 12 в нем расположено напро тив окна 5 в роторе Имеются еще два фер ромагнитных стакана 1 и 8 один из которь размещен внутри ротора а другой снару жи статора Эти стаканы жестко скретень с ротором и вращаются вместе с ним обес печивая увеличение максимального чно е НИЯ ИНДУКТИВНОСТИ ОбмОТКИ 6 Датчика КОГ Д1 окно 4 статора совпадает с окном 5 ротсра вследствие чего полувитки обмотки б Р б ласти окна полностью перекрыты фрррома нитными стаканами Элечтоопровидны стаканы 9 и 10 уменьшают минимально значение индуктивности обмотки 6 KOTO(JO му соответствует пол юе перекрытие окно в статоре электроводными участками рото ра 2 ил

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

Целью изобретения является повышение точности измерения угловых перемещений за счет увеличения чувствительности датчика

На фиг 1 схематично представлен индуктивный датчик угловых перемещений

продольное сечение на фиг 2 - сечение А Р на фиг 1

Датчик угловых перемещений содержит внешний ферромагнитный стакан 1 внутри которого расположены коаксиально стака нообразные статор 2 и ротор 3 выполнен ные из немагнитного металла с высокой электропроводностью Статор 2 и ротор 1 имеют в своих цилиндрических стенках окн 4 и 5 с угловым размером 180° На РИ поверхности статора 2 размещена обмотка

с-

б датчика, выполненная в г.чде ь.ачуи; ; -- .и духтмвносги. размещенном и.; чплчидри1- скок диэлектрическом каркасе 7

Внутри ротора 3 закреплен кпчкг.ин л-,НО С НИМ ферромагнитный Стекам В П;.:ф

Ж .л обмотки 6 расположена - .озкси -пьгн..

ОТДйлеННЫР ОДИН ОТ Другом; 3;: ::OpOl. - -.а СтЭКЭН39и 10, ВиГ ОЛИйИНы:-. ; .-,/if:K1|Jf.i,,C ВОДНОГО НеМг 1 H - iT-ЮГО M3( -i /iMt: 0

в своих цилиндрически)- .:.;:. i (к а х окна 11, l с угловые размеров 180° лза форро- изг .i. iTHbix стакана 1 8 и o- ifix MI.- ;.вводный стакан 10 жест со скреплены мг ..ду гобой м

С ПОГОрОМ Г ЗДК ПКРмМ 13 Обы Ol .ir

5, 12 был;.: озС Чопо/чены дру ням|хцив дру га Другой эле трорровочн -. с:г-(:он 9 жег соецчне;- с 3 u:;n nonpOBCrvr , г , ггорО: 1 г:-:пепкам1л г чг чтпп ы ouч; i ; ОЗСРО лягались одно п опт . Ј друге -

Дат1- - ;; угловых п рпмсп;.:.-:- ; -оотз следующим обрядом

В ИСХОДНО,- 1 ПОЯОЖОН м ; .Ч . .; I1 ПП ;:; пленных нему гтакзяог i iO окнп - статора 1 полностью перекрыто олом рот.. .1 2. я окно 11 в прикрепление л-, к сизгог;. стакане 9 по/шсс.тью перекрык- гелом :;лг, гропроводного стакана 10 Зт 1 полокеч1 , поторз 3 ножет бьп ь приняв: ,,-s нччрпо о ч счета, та как величина инду; HHI. ои метки 6 n1 имaлы Э п.. ло/л п :v максимального влияния эпе:аГ1. зпров )Д :

М2ТаЛЛИЧеСКИХ учаСТГОВ СГ;-. : :ПЙ /;, Г,г;

торэ 3 и еысокоэлектропроуодны;-: . . 10, При углопом переме1. /;j: o,op - и ста; .ноз .В Л0 .i о 1 ; . : :: ;отс.я облэг.г;., не пэрекрьп :,:-: :л( кгрог ;и:

ВОДНЫМИ -ОСТЯМИ OV i lOpa ;;ЧОрн .

снаружи обг ;откм 6 г ояеляют ,;: ofi inr m : псоекрытые э/;в5. 7 ролроводг -:м ;л, ; 3.- сокоэлэ стре.%пруводных cr--4::a;iu j 9 благодаря чем/ индуктивности, обмотки ;j увеличивается пропорционально ушу рога ротора 3. достигав пои GIO VI OFJOK-I перемещении /)-- 180° своего максим; - fioro значения При включении обмотки 6 индуктивности в одно из плеч костной с-е мы (не показана), в другпо клачо когорт; включена эталонная катушка имлу гипиг. сти, напряжение на выходе это-:1 схемы ( : дет изменяться пропорционально угловому перемещению р ротора 3.

Величина индуктивности L обмотки 6 складывается из индуктивное, г1- Li мол у витков обмотки, расположенных на сплошной поверхности статора, и индуктивности L2 полувитков, расположенных в области окна 4. в статоре.

При угловом перемещении ротора 3 меняется лишь величина индуктивности 1.2

полувитков, расположенных в области окна 4 статора, в то время как величина индуктивности 1.1 не изменяется при вращении ротора Однако благодаря влиянию

электропроводного стакана 9 с окном 11 экранирующего соответствующие участки полувитков этой обмотки с внешней стороны, происходит уменьшение L1, что приводит к увеличению относительной

чувствительности датчика. Второй ферромагнитный стакан 8 и высокоэлектропроводный стакан 10, жестко соединенные с ротором, влияют на изменение индуктивности L2 гюлувитков обмотки 6.

5Поскольку при вращении ротора 3 происходит синхронное перекрытие окон снаружи и внутри обмотки б индуктивности, то мри / 0 за счет экранирующего влияния электропроводящих участков стакана 10 на

0 пеличпну L2 уменьшается общая величина индуктивности обмотки 6. Соответственно при 180° за счет влияния ферромагнитного стакана 8 на величину L2 увеличивается общая величина индуктивности обмотки 6. 5 Очевидно, что благодаря уменьшению минимума и увеличению максимума индуктивности обмотки б происходит увеличение чувствительности датчика, а следовательно, и точности измерения им угловых переме ) щений

Механическое соединение ферромагнитного стакана 1 с электропроводным ста- k iiHOM 10 обеспечило уменьшение зазора между ними и обмоткой 6, что также повы- ) шаст чувствительность датчика, При этом стакан 1 выполняет две функции,экранируя обмотку 6 от внешних электромагнитных помех и являясь частью ротора датчика,

ОФормула изобретения

Датчик угловых перемещений, содержащий гакэн, выполненный из ферромагнитно- пятериалэ. размещенные в нем г иактэльпо статор и ротор, выполненные также и чиде стаканов из электропроводного не- материала и имеющие в своих ;. -vHK.- ix окна с угловым размером 180°, распо- го.коиные г возможностью изменения площа- IV) их взаимного перекрытия,

; установленный на внешней поверхности стотсра диэлектрический каркас и раз- м-зщгнну С на нем катушку индуктив- пости, i i л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности за счет увеличения

-: чувствительности, он снабжен вторым ста- кзног-, выполненным из ферромагнитного материала, размещенным внутри ротора и жестко соединенным с ним, и двумя коак- нальмо размещенными снаружи катушки i глкэнами. выполненными из электропроводного немагнитного материала и имеющи ми в своих стенках окна с угловым рпзмррпм 180° один из которых жестко соединен со тэтором так что окна в них расположены пдь напротив другого а другой со

fМ - Г л ...РЛ

о щ

V .«г.

динен с ротором к которому- прикреплен тлк же и первый ферромагнитный с гакан причем окна в роторе и во втором электропроводном , стакане расположены одно напротив другого

rj

г

7 Фиг 2