ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ Советский патент 1974 года по МПК G01P3/42 

1

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известные трансформаторные датчики положения, содержащие неподвижный магнитопровод с обмоткой возбуждения и измерительной обмоткой и подвижный магнитопровод, не могут измерять скорость и одновременно в;.1полнять функции передаточного механизма.

В предлагаемом датчике подвижный магнитопровод выполнен в виде двух валов, кинематически связанных друг с другом при помощи двух одинаковых составных щестерен, состоящих из соединенных в диагональной плоскости ферромагнитной и неферромагнитной частей и ориентированных друг относительно друга таким образом, что зацепление их всегда происходит зубьями с одинаковой длиной ферромагнитных и неферромагнитных участков.

Такое выполнение датчика обеспечивает возможность измерения скорости и выполнение им функций передаточного механизма.

Для повышения надежности предложенного датчика ферромагнитная часть шестерни выполнена с двумя наклоненными под тупым углом друг к другу торцовыми поверхностями.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого датчика; на фиг. 2 - подвижпый магнитопровод модифицированного датчика.

Датчик включает в себя неподвижный магнитопровод 1 с обмоткой возбуждения 2 и измерительной обмоткой 3; подвижные магнитопроводы в виде валов 4 и 5, кинематически соединенных между собой при помощи шестерен 6 и 7; показывающий прибор (например милливольтметр) 8. Цапфы валов 4 и 5 расположены в гнездах или отверстиях неподвижного магнитопровода 1 и неферромагнитной перекладины 9.

Электромагнитная система опирается на стойки.

Один из валов, например вал 4. соединен с перемещающимся контролируемым объектом. Подвижные магнптопроводы могут быть изготовлены как в виде отдельных валов и шестерен, так и в виде валов-щестерен. В последнем случае устраняется воздушный зазор между валом и шестерней, что позволяет несколько повысить выходной сигнал.

Шестерни 6 и 7 составлены из двух половин, причем одна изготовлена из ферромагнитного материала, а вторая - из неферромагнитного, например из пластмассы. Обе половины получены путем сечения плоскостью соответствующих шестереп в диагональном или косом поперечном направлении. Ферромагнитные части 10 li 11 п неферромагнптные части 12 и 13 шестерен 6 и 7 в плоскости сечения жестко соед1шены между собой известными способами (склейкой, сваркой и т. п.). Как

правило, нарезку таких составных шестерен нроизводят в собранном виде. В шестернях с косой торцовой поверхностью длина зубьев изменяется но линейному закону: на одной половине окружности длина зубьев линейно увеличивается, а па другой половине - линейно уменьшается.

Выполнение шестерен составными из ферромагнитной и пеферромагпитной половин повышает их долговечность, так как обш,ая длина зубьев оказывается одинаковой, и поэтому нагрузка, испытываемая каждым зубом, также одинакова, что повышает падежность датчика в целом.

Подвижный магнитопровод (фиг. 2) отличается от описанного выше тем, что в нем ферромагнитная часть шестерни выполнена с двумя наклоненными под тупым углом друг к другу торцовЫлМи поверхностями.

Прп этом нагрузка по зубцам шестерни распределена симметрично, что повышает долговечность шестерни.

Предлагаемый датчик может работать как датчик положения и как датчик скорости. В первом случае подвижпые магнитопроводы поворачиваются в диапазопе от О до + 180°, во втором - врандаются. В обоих случаях датчик может быть использован также в качестве передаточного механизма.

Датчик работает следуюш,им образом.

При подаче напряжения неременного тока на катушку возбуждения 2 магнитный поток, созданный этой катушкой, замыкается через валы 4, 5 и шестерни 6 и 7. При повороте последних под действием перемещаюш,егося объекта магнитный поток изменяется в соответствии с изменением длины ферромагнитных участков зубьев шестерен 6 и 7. Папример, в положении шестерен, изображенном на фиг. 1, магнитный поток имеет .максимальное значение. При повороте подвижных магнитопроводов в ту или другуЕО сторону от этого положения поток у.меньшается и становится минимальным при угле поворота, равном 180°. Линейное изменение магнитного нотока вызывает соответственно и линейное изменение наводимой им выходной э. д.с. Таким образом, э. д. с., измеренная на выходе датчика показываюш,нм прибором 12, характеризует осуш.ествленное обьектом угловое неремеш,ение.

При вращении подвижного магннтопровода под действием перемещаюш,егося объекта выходная э. д. с. пропорциональна скорости измеиення .магнитного нотока во времени. В этом случае датчик будет работать как

датчик скорости. При включении шестерен датчика в кинематическую цепь какой-либо системы датчик будет одповременно выполнять роль передаточного механизма.

Предмет изобретения

1.Трансформаторный датчик положения, содержащий неподвижный магнитопровод с обмоткой возбуждения и измерительной об.моткой и подвижный магнитопровод, отличаю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности из.мерения скорости и выполнения функции передаточного механизма, в нем подвижный магнитопровод выполнен в виде двух валов, кинематически связанных друг с другом

при помощи двух одинаковых составных шестерен, состоящих нз соединенных в диагональной плоскости ферромагнитной и неферромагннтной частей н ориентированных относительно друг друга таким образом, что заценление их всегда происходит зубьями с одинаковой длиной ферромагнитных и неферромагнитных участков.

2.Датчик но и. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыщения надежности датчика,

ферромагнитная часть шестерни выполнена с двумя наклоненными под тупым углом друг к другу торцовыми поверхностями.

1