Преобразователь угла поворота вала в число импульсов Советский патент 1979 года по МПК H03M1/30 G01B7/30 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ЧИСЛО ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к электромеханическим устройствам автоматики и может быть использовано для преобразования угла поворота вала в число импульсов.

Известны преобразователи угла поворота вала в число импульсов, имеющи высокое отношение величины сигнала к величине myNB... Одним из известных тех нических решений является датчик положения ротора, содержащий дроссель насыщения, Г-образные плоские пластины на статоре, постоянный магнит и шунтирующие пластины на роторе i.

Однако этот датчик имеет значитель ную вел.ичину момента инерции ротора из-за наличия в его конструкции постоянного магнита сложной формы и шун тирующих пластин.

Другим из известных технических решений является датчик числа оборотов, содержащий статор с двумя полюсными наконечниками, имеющими зубцы и расположенными по обе стороны выходной обмотки, причем зубцы одного полюсного наконечника сдвинуты относительно зу«цов другого, зубчатый ротор и подмагничивающий элемент, распо

ложенный со стороны одного из полюсных наконечников 2.

О.цнако этот датчик как при радиальном, так и при торцевом испалнении зубцов ротора имеет значительный габаритный размер и большую величину момента инерции ротора.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является преобразователь угла поворота вала в число импульсов, содержащий магнитопроводящий ротор к статор, состоящий из цилиндрического магнитопровода с установленным на нем внешним полюсным наконечником, внутреннего полюсного наконечника, причем Г-образны зубцы внешнего полюсного наконечника размещены по внешнему периметру статора во впадинах внутреннего полюсного наконечника, и зубцы обоих полюсных наконечников расположены с зазором против зубцов магнитопровоцящего ротора, цилиндрического подмагничивающего элемента, установленного на внутреннем полюсном наконечнике, выходной обмотки, размещенной между полюсными наконечниками и индуктивно связанной через магнитопроводящий ротор с цилиндрическим подмагничивающим элементом 3 . Однако в этом преобразователе отношение напряжения сигнала к напряжению шума уменьшается при повышения частоты несущей напряжения питания либо при повьЕиении скорости вращения ротора; Это связано с тем, что при повышении чаСтотй следования имПульсов за счет уменьшения глубины проникновения магнитного потока в магнитопроводящие материалы уменьшается разница в величине магнитного сопротивления контуров прохождения магнитного потока по обоим полюсным наконечникам, что приводит к возрастанию рассеяния между обоими полюсными наконечниками. Это обстоятельс во уменьшает быстродействие преобраз вателя и обуславливает его применерие только в тихоходном приводе. Цель из.обретения - повышение быст родействия преобразователя. Это достигается тем, что в преоб разователе угла поворота вала в чис ло Импульсов цилиндрический магнито вод соединен с внутренним полюсным наконечником посредством втулки-экр на из магнитопроводного материала с высокой электропроводностью. На фиг.-l представлена конструкция , преобразователя угла поворота вала в число импульсов, где в качес ве подмагничивающего элемента испол зована катушка. На фиг. 2 - представлена констру ция преобразователя, где в качестве подмагничивающего элемента использо ван постоянный магнит. Ввиду отсутствия принципиальной разницы между конструкциями преобразователя с торцовым и радиальным исполнением зубцов ротора на чертежах г1риведены варианты с радиальным исполнением зубцов ротора. Преобразователь содержит магнито проводящий ротор 1, выполненный в виде зубчатого колеса или сектора, и статор 2, состоящий из цидиндри- ческого магнитопровода 3 с установленным на нем внешним полюсным наконечником 4 и внутреннего полюсно наконечника 5. Г-образные зубцы 6 внешнего полюсного наконечника Jl ра мещены во впадинах внутреннего полю ного наконечника. 5 и зубцы обоих полюсных наконечников расположены с зазором против зубцов 7 ротора 1. На внутреннем полюсном наконечнике устаФювлен цилиндрический подмагничивающий элемент 8. Выходная обмотка 9 размещена между оОоими полюсны ми наконечниками 4 и 5, Между внут ренним наконечником 5 и магнитопро.водом 3 установлена втулка-экран 10 выполненная из немагнитопроводного материала с высокой электропроводностью, например из меди или алюминия. Преобразовате ль работает следуюшлм образом. При прохождении зубцов или одного зубца 7 ротора 1 под зубцами внешнего полюсного наконечника 4 магнитный поток, сформированный .подмагничйвающим элементом 8, проходит через контур, составленный из зубцов Ь, полюсного наконечника 4, магнитопровода 3 и ротора 1 и охватывает витки выходной обмотки 9,,индуцируя в ней напряжение, определяющее выходной сигнал преобразователя. При прохождении зубцов 7 ротора 1 под зубцами внутреннего полюсного наконечника 5 контур ; магнитного потока проходит по полюсному наконечнику 5, минуя витки выходной обмотки 9. Индуцированное напряжение в выходной обмотке 9 определяется только магнитным рассеянием между обоими полюсными наконечниками 4 и 5. Установленная между внутренним полюсным наконечником 5 и магнитопроводом 3 втулка-зкран 10 создает на путях рассеяния разделительный слой, экранирующий внешний полюсной наконечник 4 и связанную с ним выходную обмотку 9 от высокочастотного магнитного поля рассеяния, это уменьшает индуцированное в. выходной обмотке 9 напряжение шума, а следовательно, повышает отношение величины напряжения сигнала к величине напряжения шума. Это обстоятельство позволяет запитЕлвать попмагничивающий элемент 8 напряжением более высокой частоты, что расширяет диапазон скоростей вращения привода преобразователя/ или увеличивает возможную скорость вращения ротора при использовании постоянного магнита, следовательно, noBHLuaeT быстродействие преобразователя угла поворота вала в число импульсов. Ожидаемое повышение отношения напряжения сигнала к напряжению шума при частоте питания подмагничиваю;щего элемента 3-4 кГц составляет 80.-tlOO%.„ Кроме увеличения быстродействия повышение указанного отношения упрощает построение электронных устройств, регистрирукадих и преобразующих выходной сигнал преобразователя. Экономический эффект от использования такого преобразователя определяется его техническими преимуществами. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в число импульсов, содержащий магнитопроводящий ротор и статор,-состоящий из цилиндрического магнитопровода с установленным на нем внешним полюснь м наконечнико1, внутреннего полюсного наконечника, причем Г-образные зубцы

внаинего полюсного наконечни мещены по внешнему периметр во впадинах внутреннего наконечника, и зубцы полюсных наконечников располо зазором против зубцов магнг-° Р° ° « ° Р° тора, цилиндриче ° ° подмагничивающего элемента установленного на внуреннем попю- ° наконечнике, выходной обмот размещенной между полюс11,.пи н о ечнккам:я и индуктивно связанной через магнитопроводящий ротор с цилиндрическим подмагничивающим элементом, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя цилиндрический магнитопровод соединен с внутренним полюсным наконечником посредсвом втулки-экрана- из магнитопроводного материала с высокой злектропров одн ос т ью .

Источники информации, приянтые во внимание при экспертизе

l/8.f

Фиг.2