ДАТЧИК УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1973 года по МПК G01D5/20 

1

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известны датчики угловых перемещений, содержащие Ш-образный магнитопровод статора, на котором расположены входная и выходная обмотки и ротор.

Недостатком известных конструкций является малая зона линейности выходной характеристики.

Описываемое устройство отличается тем, что в нем ротор выполнен в виде цилиндрического сегмента с трапецеидальным основанием.

Это позволило увеличить диапазон работы датчика за счет расширения зоны линейности выходной характеристики без существенного изменения общих габаритов.

На чертеже схематически изображено описываемое устройство.

Оно содержит статор / и ротор 2.

Статор выполнен из Ш-образного магнитонровода 3, на прямоугольных стержнях которого расположены обмотка возбуждения 4 и выходная обмотка 5, представляющая собой. две встречно включенные катушки крайних стержней.

Ротор выполнен без обмотки и представляет собой симметричное относительно нейтральной оси О-О тело, имеющее трапецеидальные сечения в плоскостях, перпендикулярных оси О-о.

Выбор острого утла а трапецеидального сечения ротора определяется требуемой протяженностью линейного участка выходной характеристики, размеры верхнего и нижнего оснований трапеции выбраны таким образом, чтобы в симметричном относительно оси О-О положении ротора щирина а крайних стержней магпитопровода 3 делилась боковыми сторонами трапецеидального сечения ротора пополам. Высоту трапеции рекомендуется выбирать несколько больше поперечных размеров в магнитопровода 3, что обеспечивает лучшее использование магнитного потока.

Датчик угла работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотку возбуждения возникает магнитный поток, наводящий э.д.с. в катушках выходной обмотки.

При симметричном относительно оси О-О положении ротора в катушках крайних стержней обмотки 5 наводятся равные по величине э.д.с., фазы которых противоположны за счет встречного включения катушек. В результате появляется минимальный выходной сигнал.

При смещепии ротора от симметричного относительно оси О-О положения равенство магнитных проводимостей под крайними стержнями магнитопровода 3 нарушается, магнитный поток перераспределяется и наводит в катушках обмотки 5 разные цп -чине э.Д-с., в результате чего наблюдается нарастание выходного сигнала.

Протяженность линейного участка выходной характернстики определяется зоной линейной зависимости изменения магнитной нроводимости от смещения ротора - X.

При смещении ротора -

площа- и

ди перекрытия крайних стержней статора их изменение равны соответственно

5,ab-i(.

S, ab--L(-Xjtgo.,

AS ах tg а. ПрИ смещении ротора получим ,

t-i

S,ab-a(- + , 2/2

Ss аЬ, AS axigy..

Таким образом, на обоих участках перемещения ротора наблюдается линейная зависимость изменения площадей перекрытия, а следовательно и магнитных проводимостей от смещения ротора X при сохранении постоянства наклона характеристики при переходе с одного участка на другой.

Предмет изобретения

Датчик угловых перемещений, содержащий Ш-образный магнитопровод статора, на котором расположены входная и выходная обмотки, и ротор, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона работы устройства, в нем ротор выполнен в виде цилиндрического сегмента с трапецеидальным осиованием.

0 пат 0 I

52