Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений Советский патент 1991 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых перемещений по двум координатным осям в системах управления перемещением летательных аппаратов широкой номенклатуры.

Цель изобретения - расширение области использования преобразователя за счет создания регулируемой зоны нечувстви- тельности преобразователя к начальным угловым перемещениям, адаптации к условиям эксплуатации за счет использования сменных регулировочных элементов, а также за счет обеспечения независимого нормирования выходных сигналов по обеим координатам, что, в свою очередь, расширяет номенклатуру контролируемых объектов.

На фиг.1 показан двухкоордикатный преобразователь угловых перемещений, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений содержит полый диэлектрический корпус 1, на оси внутренней полости которого размещен с возможностью угловых перемещений якорь 2. Якорь шполнен полым из электропроводящего материала и имеет на консольно заделанном в днище корпуса участке 3 цилиндриче- скую поверхность. Примыкающий к нему участок 4 якоря выполнен с плоскими наружными гранями и с резьбой на его внутренней поверхности для взаимодействия с регулировочной гайкой 5, имеющей резьбу на внешней поверхности. Эта гайка имеет конусообразную полость и отверстие 6 в горце 7 с овальным поперечным сечением. Кромки этого отверстия могут иметь закругленную форму для устранения режущего эффекта. В полости якоря 2 на его оси размещен управляющий стержень 8 с рукояткой 9, образующие звено для связи якоря с контролируемым объектом (не показан). Стержень 8 консольно закреплен с по- мощью резьбового соединения в днище корпуса 1 преобразователя, а размеры его поперечного сечения, которое выполнено овальным, меньше размеров овального отверстия 6 в торце 7 регулировочной гайки 5. В стенках диэлектрического корпуса преобразователя размещен вихретоковый датчик зазоров, выполненный в виде четырех одинаковых плоских катушек 10-13 индуктивности диаметра D, установленных попарно по обеим координатным осям напротив плоских граней якоря 2 и соединенных с измерительным блоком 14. Поперечный размер плоских граней якоря равен (1,5 - 2)D.

Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений работает следующим образом..

На катушки 10-13 индуктивности вихре- токового датчика подается напряжение высокой частоты. В исходном состоянии преобразователя, когда угловые координаты а и/3 управляющего стержня 8 равны ну- лю, зазоры между плоскими гранями участка 4 якоря 2 и плоскостями катушек 10-13 индуктивности равны. Вследствие этого равны и сигналы на этих катушках, зависящие от поля вихревых токов, протекающих в поверхностном слое граней 4 якоря 2. В результате на выходе измерительного блока 14 формируются выходные сигналы и«и U/J, равные нулю, Эти напряжения на

выходе измерительного блока 14 сохраняются близкими к нулю в некотором начальном диапазоне угловых перемещений объекта по координатам огиД определяемом величиной зазора между управляющим стержнем 8 и стенками овального отверстия 6 в торце 7 регулировочной гайки 5. При достаточно больших угловых отклонениях стержня 8 по координатам а или /3 его поверхность воздействует через гайку 5 на якорь 2 преобразователя, упруго его изгибая и, тем самым, изменяя расстояние между плоскими гранями его участка 4 и катушками 10-13 индуктивности вихретоко- вого датчика

В результате на выходе измерительного блока 14 появляются отличные от нуля сигналы Da и Uy3 Изменение этих сигналов от углового положения якоря 2, изменяющего зазор между ними и катушками датчика, близко к линейному за счет дифференциального включения катушек 10, 12, и 11, 13 индуктивности вихретокового датчика зазоров. Выбор взаимного соотношения поперечных размеров плоских граней якоря 2 и диаметра D катушки индуктивности датчика обеспечивает независимое формирование выходных сигналов по о зим координатам. Подвижная установка регулировочной гайки 5 позволяет регулировать зону нечувствительности в зависимости от условий эксплуатации преобразователя, что расширяет номенклатуру используемых объектов контроля. Возможность замены гайки 5 и стержня 8, закрепленного в днище корпуса на резьбе, позволяет изменять как форму регулировочного отверстия в гайке, так и , соответственно, форму поперечного сечения стержня, что обусловливает изменение зоны нечувствительности преобразователя. Указанные особенности конструкции преобразователя обеспечивают его высокую

адаптацию к условиям эксплуатации объекта, что позволяет расширить его область использования.

Формула изобретения Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений, содержащий полый диэлектрический корпус, размещенный на его оси с возможностью угловых перемещений якорь, выполненный из электропроводящего материала и имеющий на одном из участков цилиндрическую поверхность, звено связи якоря с контролируемым объектом, выполненное в виде управляющего стержня с рукояткой, и размещенный в стенке корпуса вихретоковый датчик зазоров, выполненный в виде четырех одинаковых плоских катушек индуктивности, закрепленных в корпусе и установленных попарно симметрично относительно якоря по обеим координатным осям, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области

использования преобразователя за счет расширения номенклатуры контролируемых объектов, он снабжен регулировочной гайкой, имеющей внешнее зацепление с

якорем и конусообразную полость с отверстием в ее торце, которое имеет овальное поперечное сечение, размеры этого отверстия превышают размеры поперечного сечения управляющего стержня, которое

также выполнено овальным, якорь выполнен полым с плоскими наружными гранями, которые расположены напротив катушек вихретокового датчика и примыкают к его цилиндрическому участку, и имеет резьбу на

его внутренней поверхности на участке взаимодействия с регулировочной гайкой, конец цилиндрического участка якоря консольно закреплен в днище корпуса, а управляющий стержень размещен на оси

якоря и также консольно закреплен в днище корпуса посредством резьбового соединения.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - расширение области использования двухкоординатного преобразователя угловых перемещений за счет расширения номенклатуры контролируемых объектов. Преобразователь содержит полый диэлектрический корпус 1 и размещенный на его оси якорь 2, выполненный полым и имеющий резьбу на внутренней поверхности участка 4 с плоскими наружными гранями. С помощью регулировочной гайки 5, имеющей резьбу на ее внешней поверхности, обеспечивается регулирование зоны нечувствительности преобразователя, для чего в ней предусмотрены конусообразная полость и отверстие 6 в торце 7 с овальным поперечным сечением. В полости якоря 2 на его оси размещен управляющий стержень 8, консольно закрепленный в днище корпуса и имеющий овальное сечение меньших размеров, чем отверстие в торце гайки. При перемещении этого стержня и его воздействии на якорь 2 формируются сигналы в катушках индуктивности вихретокового датчика, размещенных в стенках корпуса попарно симметрично по обеим координатным осям напротив плоских граней участка 4 якоря 2. Дифференциальное включение пар катушек обеспечивает линейную зависимость выходного сигнала преобразователя от угловых перемещений по обеим координатам. Наличие съемных элементов-гайки 5 и стержня 8 позволяет изменять форму отверстия в гайке и форму поперечного сечения стержня, что позволяет регулировать зону нечувствительности преобразователя в соответствии с требованиями, предъявляемыми специфическими особенностями объекта контроля. 2 ил.