УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КООРДИНАТ Советский патент 1974 года по МПК G01B7/30 

1

Изобретение относится к средствам измерепия пространственных координат и может найти применение для определения положения различпых объемов в пространстве.

В известном устройстве для преобразования пространствеппых координат в электрический сигпал, содержащем измерительную рамку, статор и магнитопровод, измерительная рамка имеет две степени свободы; поэтому для съема значения э.д.с. необходимы подвижные контакты, что уменьшает надежность преобразователя.

В предлагаемом устройстве, с целью повышения точности и надежности, измерительная рамка выполнена неподвижной, а магнитопровод из материала с высокой магнитной проницаемостью - подвижным; кроме того, с целью снижения потребляемой статором мощности магнитная система вьшолнена замкнутой.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - система координат, в которой происходит измерепие.

Преобразователь состоит из статора 1, в пазах которого размещены две обмотки 2 возбуждения, сдвинутые- В пространстве на 90°. Статор с помощью стопорной шайбы 3 и винтов 4 жестко связан с основанием 5.

Внутри статора 1 расположены неподвижная измерительная рамка 6 и кольцевой магнитопровод 7, закрепленный в двухстепенном карданном подвесе. Центр подвеса совпадает с центром неподвижной рамки. Карданный подвес содержит внутреннее кольцо 8, имеющее две пары подшипников, расположенных на двух взаимно перпендикулярных осях, причем одна пара располагается в резьбовых втулках 9 и опирается на полуоси, жестко связанные с внешним кольцом 10, на котором находится магнитопровод. Внешнее кольцо 10 с помощью тяги соединяется с подвижным объектом или грузом, который служит элементом, чзвствительным к отклонению от вертикальной оси.

15

Обмотки 2 возбуждения питаются квадратурными токами, в результате чего внутри статора образуется вращающееся магнитное поле.

В исходном положении магнитопровод располагается в диаметральной плоскости XOY, совпадающей с плоскостью измерительной катушки. При этом магнитные силовые линии основного потока замыкаются через магнитопровод, и в рамке э.д.с. не наводится.

Введем две системы координат: XOYZ-связанную с основанием преобразователя, и XiOYiZi - связанную с магнитопроводом. При отклонении объекта в пространстве магнитопровод изменяет свое положение относительно

измерительной рамки. Это приводит к уменьшению магнитной проводимости вдоль плоскости рамки. В результате магнитные силовые линии вращающегося поля наклоняются вместе с магнитопроводом.

Если обозначить линию пересечения плоскости рамки с плоскостью магнитопровода MN, то тогда изменение положения магнитопровода можно описать как поворот вокруг оси MN на угол 8. Положение оси МЛ определяется углом, отсчитываемым в плоскости рамки XOY. При таком положении вращающееся магнитное поле наводит в рамке э.д.с.:

е /С в sin (ш/ -f (1- -- ср),

где К - коэффициент пропорциональности; Ф - начальная фаза, обусловленная пространственным положением статора.

Фаза ф может быть скомпенсирована поворотом статора относительно оси OZ. Амплитуда и фаза э.д.с. являются мерой пространственного положения объекта.

гт

предмет изобретения

1.Устройство для преобразования пространственных координат, содержащее статор, измерительную раму и магнитопровод, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и надежности, измерительная рамка закреплена неподвижно в статоре, а магнитопровод закреплен в двухстепенном карданном подвесе, центр подвеса которого совпадает с

центром неподвижной рамки.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью снижения потребляемой статором мощности, магнитная система выполнена замкнутой.

fu 2