Датчик угловых перемещений Советский патент 1992 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования угла поворота в электрическое напряжение.

Известны устройства для измерения угловых перемещений, содержащие трехстер- жневой магнитопровод с обмотками, размещенными на среднем и крайних стержнях магнитопровода, и якорь, установленный на оси вращения.

Недостатком этих устройств является небольшой угол поворота оси якоря (У5°), в пределах которого имеет место линейный характер характеристики датчика, а также изменение фазы выходного напряжения при прохождении якорем середины крайних стержней магнитопровода.

Известно устройство, содержащее трех- стержневой магнитопровод, размещенные на стержнях первичную и две встречно соединенные вторичные обмотки, ферромагнитный якорь с осью симметрии.

расположенной под углом к оси симметрии неподвижного магнитопровода, и две пары полюсных наконечников, каждый из которых выполнен в виде-замкнутого контура, образованного отрезками спиралей Архимеда. Основным недостатком прототипа является сложность его конструкции.

Цель изобретения - упрощение конструкции датчика.

На фиг.1 представлена конструкция датчика; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Датчик содержит трехстержневой магнитопровод 1, размещенную на его среднем стержне первичную обмотку 2, размещенные на его крайних стержнях вторичные обмотки 3 и 4, соединенные в,стречно-последовательно, установленный на оси вращения ферромагнитный якорь 5, внешний контур которого образован дугами двух спиралей Архимеда, имеющих общий полюс, расположенный на оси вращения якоря 6. Ось вращения якоря расположена

ч -ч ю ю о о

вдоль оси симметрии среднего стержня маг- нитопровода. Расстояние между диаметрально противоположными точками

b +с контура якоря выполнено равным

где b - длина магнитопровода: с - расстояние между внутренними гранями крайних стержней магнитопровода; отношение чисел витков вторичных обмогок составляет 0,5-0,6.

При подаче напряжения переменного тока на первичную обмотку 2 (Wi) выходное напряжение датчика при повороте якоря 6 по часовой стрелке будет изменяться следующим образом

(0,5-S+AsH-(0,5s-As)-W2,

(1) 20

где угловая частота напряжения;

- ток в первичной обмотке; д - длина воздушного зазора между якорем и магнитопроводом;

S - площадь торцов стержней магнитопровода;

Л S - изменение площади перекрытия якорем торцов крайних стержней магнитопровода при повороте якоря на угол «от его положения, изображенного на фиг.2. Т.к. профиль якоря изменяется по спирали Архимеда, то Д S п а -а, где п - постоянный коэффициент; а - ширина магнитопровода, и, следовательно, выходная характеристика датчика Ub(a) изменяется по линейному закону.

J

При соотношении

W2 wg

0,5-0,6 выход0

5

0

5

0

5

ное напряжение будет равно нулю при повороте якоря положения, указанного на

фиг.2, на угол против часовой стрелки,

где ар - рабочий угол поворота оси якоря 6, в пределах которого обеспечивается линейность выходной характеристики. В практически реализованных конструкциях датчик имеет линейную характеристику при повороте оси якоря на угол 140° и прост в изготовлении и эксплуатации.

Формула изобретения Датчик угловых перемещений, содержащий трехстержневой магнитолровод. размещенную на его среднем стержне первичную обмотку, размещенные на его крайних стержнях две вторичные обмотки, соединенные встречно последовательно,- и установленный на оси вращения ферромагнитный якорь, внешний контур которого образован дугами двух спиралей Архимеда, имеющий общий полюс, расположенный на оси вращения якоря, и направленных в противоположные стороны, отличающийся тем, что, с целью упрощения, ось вращения пкоря расположена вдоль линии симметрии среднего стержня магнитопроводэ. расстояние между диаметрально противоположными точками контура якоря выполнено равным (Ь+с)/2, где b - длина Магнитопровода, с - расстояние между внутренними гранями крайних стержней магнитопровода, а отношение чисел витков вторичных обмоток составляет 0.5-0,6.

/

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - упрощение конструкции. На трехстержневом магнитопроводе датчика расположены первичная и две вторичные обмотки. Закрепленный на оси вращения ферромагнитный якорь имеет внешний контур, образованный дугами двух спиралей Архимеда, имеющих общий полюс и направленных в противоположные стороны. Расстояние между диаметрально противоположными точками контура якоря равно Ь+с/2, где b - длина магнитопровода; с - расстояние между внутренними гранями крайних стержней магнитопровода, а отношение числа витков во вторичных обмотках составляет 0,5-0.6. Благодаря этому сохраняется линейность преобразования в диапазоне измерения до 150°. 2 ил.

Фиг. 2