Преоразователь угла поворота вала в код Советский патент 1978 года по МПК G08C9/08 

Изобретение относится к области эпек ромеханики, автоматики и измерительной техники. Известные преобразователи угол-код и перемещение-код на герконах в зависимости от вида кодовой шкалы классифицируют на три группы. К первой группе относятся преобразова тели со шкалой, выполненной из постоянных магнитов. Они имеют корпус из немагнитного ма териала с размешенными в нем герконами и шкалу с постоянными магнитами, жестк соединенную с валом, угловое перемещение которого измеряется. Выполнение активных и пассивных участков шкапы из постоянных магнитов является технологической операцией, непозвопяющей получить высокую точность кодового рисунка Щ. Д ля регу лировки ве личин активных участков необходимо применять дополнительные поляризующие магниты и ферромагнитные экраны. Ко второй группе относятся преобразователи со шкалой-экраном. Они имеют немагнитный корпус с равномерно расположенными по окружности герконами и ПОСТОЖ1НЫМИ магнитами напротив них. В зазоре между герконами и магни тами перемещается ферромагнитная шкала-экран с вьфезами определенной формы. Шкапа в определенных положениях шунтирует источники магнитного . Из-за больших зазоров между взаимодействующими элементами и, как следствие, малой крутизны управляющего магнитного поля, описанная конструктивная схема имеет низкую точность и разреша1ощую способность. Наиболее близким техническим рещением к данному является преобразователь третьей группы со шкалой-магнитопроводом, который содержит магнитопровод, закрепленный на входном валу и выпот денный в виде диска с выступами, не подвижный электромагнит, размещенный соосно с магнитспроводом, параллельно соединенные катушки подмагничивания и равномерно расположенные по окружное ти магнитопрЪвода герконы З, Ннзкая разрешакниая способность и невысокая точность из-за гистерезиса и разброса параметров герконов является сиедствием малой крутизны фронта магнитного попя переходных участков кодовой шкапы. Целью изобретения является повышеню точности и разрешающей способности преобравователя за счет уменьшения вред влияния гистерезиса и разброса пара метров герконов. Постав/генная цепь достигается тем, чтов ареобразоватепьугпа поворота вала в код введены переменные резисторы, а магнитопровод снабжен дополнительным диском с выступами, который расположен на входном валу по другую сторону неподвижного электромагнита, каждая пара геркон-катушки подмагничивания расположена в капсуле, причем катушка подмагничивания -последовательно соединена с соответствующим переменным резистором Отсутствие воздушного зазора между двумя частями магнитопровода, уменьшаю щее потоки рассеяния при замкнутой магнитной цепи геркона, одновременное изменение воздушных зазоров у обоих концов геркона при вращении магнитопровода и создание электрическими катушками дополнительного переменного магнитного попя резко повышают крутизну управпяк щего фронта суммарного магнитного noivf и в несколько десятков раз уменьшают угловое расстояние между положениями срабатывания и отпускания геркона при .реверсе входного вала преобразователя. На фнг. 1 изображена конструкция npe образователя; на фиг. 2 - кодовый рисунок шкалы; на фиг. 3 - принципиальная электросхема преобразователя; на фиг. 4кривые изменения магнитодвижущей силы в контакт-деталях геркона на границе перехода впадина-выступ. В корпусе 1 из неферромагнитного материала равномерно по окружности рас положены десять капсул 2 с электрическими катушками подмагничивания 3 и герконами 4. Магнитопровод состоит из двух частей 5 и 6, одна из которых выполнена заодно с валом. Соосно с магнитопроводом в корпусе размещается непод вижный электромагнит 7. Кодовый рисунок обеих частей магнитопровода, выполненный в виде выступов и впадин, представлен на фиг. 2. 6 34 Неподвижный электромагнит 7 питаетя от источника.постоянного тока 8 см. фиг. 3) через переменный резистор , кoтopы : осуществляется настройка еличины активных участков. Электричесие катушки подмагничивания 3 питаются т генератора переменного тока 10 через еременные резисторы 11, с помощью оторых осуществляется настройка вели- . ины поля подмагничивания каждого герона 4. В пределах одного оборота вала с герконов снимается 100 двоичных комбинаций оДнопеременного комбинаторного кода длиной ПеЮ. Фиг. 4 поясняет характер изменения магнитодвижущей силы (МДС) в контактдеталях геркона на границе 0-1 (впадина-выступ). При подходе выступов магнитопровода 5 и 6 к выводам геркона 4 магнитная цепь магнитопровода замыкается через его контакт-детали,Рдц (/УДС) становится равной Р„ (точка В), геркон замыкается. При реверсе магнитопровода магнитное сопротивление двух воздушных зазоров у вьгоодов геркона увеличивается. д)4 падает ниже Qmr (точ- ка С), геркон размьжается. Величина Дф.сф ф определяет угловой гистерезис преобразователя при отсутствии подмагничивания. При подключении катушек подмагничивания 3 к генератору 10 в контакт-деталях герконов 4 создаются переменные магнитные поля, амплитуда МДС каждого из которых с помощью резисторов 11 выбирается равной величине, чуть меньшей половины разности МДС срабатьгаания и МДС отпускания геркона. Крутизна нарастания суммарной МДС теперь определяется в основном переменной составляющей и зависит уже не от углового перемещения шкалы, а от частоты переменного тока, питающего электрические катушки 3. При смещении магнитопровода в по- пожитепьном направпении от углового положения Фа определяемого точкой А на кривой rjjjj, , геркон включается вершиной положительного полупериода переменного поля (точка В ; ф ). Отрицательный полупериод не выключает геркон, т. к. суммарная МДС остается больше PQuin /точка В) . При смещении в отрицательном направлении от положения (р происходит отключение геркона вершиной отрицательного полупериода переменного поля (точка С; фд). Включение геркона положительным полупериопом не происходит, т. к. суммарная МДС остается меньше Pj.p (точка С ). В результате угповой гистерезис преобразователя уменьшается до величины Д( (р.-ф и может быть сведен практически к нулю при бесконечном приближении величины амплитуды МДС переменного поля к величине Испытания опытного образца кодирующего преобразователя угла показали, что угловой гистерезис составляет 1О + 15 (у известного преобразователя -З), размещающая способность увеличилась в 5 раз

Формула изобретения

.Преобразователь угла поворота вала в код, содаржаший магнитопровод, закрепленный на входном валу и выполненный в виде диска с выступами, неподвижный электромагнит, размешенный сооснр с магнитопроводом, параллельно соединен6

Источникн информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР N9468285, кл. Q О8 С 9/04, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР №399897, кл. q О8 С 9/О4, 197О.

3.Мироненко А. А. и Шарик Ю. С. Преобразователи уго№-код с магнятрупра ляемыми контактами. Ж. Приборостроение, 1974, № 11, с. 60. 36 ные катушки подмагнячивания и равномерно расположенные по окружности магните- провода герконы, отличающнйс я тем, что, с целью повышения точности и разреша.юшей способности преобразователя, в него введены переменные резисторы, а магнитопровод снабжен дополнительным диском с выступами, который расположен на входном вапу по аругую сторону неподвижного эпектромагнита, каждая пара геркон- атушка подмагничивания расположена в капсупе, причем катушка подмагничивания последовательно соединена с соответствующим переменным резистором

Р 4

3

f

ui

Фие.З