Трехфазный сельсин-датчик для измерения перемещений Советский патент 1980 года по МПК G01B7/30 

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ СЕЛЬСИН-ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано, в частности, для измерения угловых перемещений поворотных узлов тяжелых станков, оснащенных ЧПУ и цифровой индикацией. Известны оптические устройства для измерения линейных и угловых перемещений 1, которые обладают высокой точностью, однако недостаточно надежны в эксплуатации при работе в производственных условиях. С этих по зиций более предпочтительными являются измерительные устройства индук тинного или трансформаторного типа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является трехфазный сельсин-датчик для измерения перемещений объекта, содержащий зубчатую шкалу, связываемую с объектом, магнитопровод со стержнями, а также возбуждающую и фазные обмотки, размещенные на стержнях магнитопровода 2. Однако этот сельсин-датчик не поз воляет измерять угловые перемещения Объекта и не обладает достаточной точностью. ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Целью изобретения является повышение точности при измерении угловых перемещений. Для достижения поставленной цели зубчатая шкала и магнитопровод сельсин-датчика выполнены в виде ориентированных относительно объекта кольца или части его, а датчик снабжен вторым магнитопроводом, идентичным первому и расположенным относительно него диаметрально противоположно со .смещением на 1/2 зубцового шага шкалы и с последовательным соединением обмоток. На фиг. 1 изображена принципиальная схема включения обмоток датчика; на фиг. 2 - взаимное расположение магнитопроводов и шкалы. Датчик содержит зубчатую шкалу 1, выполненную в виде кольца, смонтированного на подвижном узле станка, и закрепленные неподвижно магнитопроводы 2 со стержнями 3-10, на которых расположены катушки фаз А, В и С в порядке следования этих фаз. Обмотки фазы А размещены на стержнях 4,.5 магнитопровода и соединены последовательно встречно. Аналогично соединены обмотки фаз В и С, разметенные на стержнях б, 7 и 8, 9 соответственно. Число стержней магнито провода, приходящихся ни каждую фазу должно быть кратно двум, и чем оно больше, тем больше выходной сигнал датчика и меньше погрешность, обуслов ленная неточностью изготовления магнитопровода и шкалы. Возбуждающая обмотка ЕР охватывает каждый из стержней обоих магнитопроводов. Расстояние между стержними магнитопровода с учетом толщины одного стержня, т.е. шаг (i,, магнитопровода, не совпадает с эубцовым шагом сСщ шкалы и определяется соотноше нием: ,, 2т ± 1 л-лл- оСщ j , где m - число фаз, п - конструктивный коэффициент (любое целое число). При и шаг А магнитопровода может быть выбран равным 5/6 или 7/6 зубцового шага шкалы. Сельсин-датчик работает следующим образом. При подведении напряжения перемен ного тока к обмотке EF возбуждения в фазовых обмотках наводится ЭДС, которая при смещении шкалы 1 относительно магнитопровода 2 изменяется по закону, близкому к синусоидальному. Пр перемещении зубчатой шкалы н величину, равную одному зубцовому ша гу 1икалы, происходит полный период изменения напряжения в каждой фазе, причем сдвиг напряжений между фазами равен 120°. . Сельсин-датчик может работать и в обращенном режиме - при питании его со стороны трехфазной обмотки. В это случае выходное напряжение, снимаемо с обмотки EF, также будет функцией положения шкалы. Для уменьшения внутришаговой погрешности сельсин-датчика стержень 4 магнитопровода устанавливают со смещением на 1/2 зубцового шага шкалы относительно магнитопровола 2, благодаря чему основная и нечетные гароники внутришаговой riorpeuiHOCTH датчика при соответствующем соединонии обмоток возбуждения обоих магнито проводов взаимно компенсируются. Для уменыиения погрешностей, обусловленных неточностью монтажа или неточностью изготовления махнитопровода и шкалы, например отклонением формы их поверхности от окружности и т.п., вокруг шкалы устанавливают симметрично, по крайней мере, две пары идентичных магнитопроводов, расположенных диаметрально противоположно. Благодаря указанному выполнению сельсин-датчика повышается его точность при измерении угловых переметений объекта. Формула изобретения Трехфазный сельсин-датчик для измерения перемещений объекта, содержащий зубчатую шкалу, связываемую с объектом, магнитопровод со стержнями, возбуждающую и фазные обмотки, размещенные на стержнях, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности при измерении угловых перемещений, зубчатая шкала и магнитопровод выполнены в виде ориентированных относительно объекта кольца или части его, а датчик снабжен вторым магнитопроводом, идентичным первому и расположенным относительно него диаметрально противоположно со смещением на 1/2 зубцового шага шкалы и с последовательным соединением обмоток . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 517782, кл. G 01 В 11/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 175246, кл. G 01 В 7/02, 1963 (прототип) .