Многооборотный бесконтактный потенциометр Советский патент 1980 года по МПК G01R17/20 

Дадное «зобретен1ие относится ж измерительной технике, :мож€т быть ;использова1но для ббсконта-ктного преобразавания электричеоких величин в .н-еэлект1рические, например лостоянного тока, в пе|рамещевие. Наиболее блмзмим по тех(ннчеокой сущности является -многооборотный бесконтактный потенщиамеир по а-вт. ..ав. № 571757, содержащий (раэмещ-енлые влутри .цилилдРичсского непо,дв1ижно.го .мапнитопровода с модулирующей обмоткой измерительную и до1полн1ительную обмотки и центральный подвижный магнитопровод с фер1рО1магнит.ны|М .кольцам, охваченным .компенсирующей обмоткой, П|р Иче1М дополаительная обмотка через фазочувствительный усилитель лодключена к .реверсивному двигателю, кшнематичеоки связадНому с центральным подвижным машитогароводам, который вьшолиен в виде двух коаксиальных цилиндрических (Магнитопроводов, соединенных диаметрально расположенными ферррмагнитньгми 1перамыч1ками, которые ох,вачены модулирующей обмоткой fl. Однако известный потенциометр из-за налич1И1я паразитных составляющих в гармоническом .сигнале выходной элекпрод в1ижущей аилы имеет .низкое соотлощение .онтнал-помеха, что затрудняет преобразование малых по величине входных юигаалов и выделение полезных состаЁляющнх в выходном сигнале. Цель данлого изобретения - повышение со.отнощания сигнал-помеха. Для .доспижекия этой цел;и известный многооборотный бесконтактный потенциометр, содержащий разм ещенные внутри цилиндрического неподвижного магнитопро вода с модулирующей О|бмоткой измерительную и дополнительную обмот.ки и центральный ПОДВИЖ1НЫЙ магнитол.ровод с ферромагнитным кольцом, охваченньш кампеноирующей обмоткой, причем дополнительная обмотка через фазочувствительный усилитель подключена к ревереив.ном-у двигателю, кинематичеоюи (связанному с центральным подвижным магнито проводом, .который выполнен в виде двух коаксиальных П|илиндричеок1их маглитопроводов, соединенных .диаметрально расположенными ферромагнитными nepeMH KaMin, которые ох1вачены модулирующей обмоткой, снабжен умножителем частоты, .включенным в цепь модулирующей Обмотки. На чертеже представ л ем а :ко.нструкция потенциометра. Устройство содержит неподвижный .маг-, нитопровод, вылолленный в виде двух коаксиальных цилиндрических магнитопроводов 1 и 2, которые соедин1вны между собой д иамет.ральло расположенными. фер),н1итБыми перемычками «3 и 4,,,на которых ipaaмещена модулирующая о,бмотка 5.

Иэмерительная обмотка 6 (размещена внутри цилиндрического лелодвижного iMarН1ито пр0 вод.а рядом 1C дополнительной обмоткой 7, подключенлой чер«з фазочувствительный усилитель .5 к реверсивному двигателю 9. Двигатель К1инематичеак1и связал с дропущенлым через торцовые ма1гнитопроводы |Центральны1м лодвижньш маглитопроводо.м 0, через ф:ерромаг,нитлое кольцо // которого пропущена ко/мл-енсирующая обмотка 12. Моделируйзщая обмотка подключена через умложитель частоты 13 к источ1ВИ1ку переменного модулирующего напряжения 1/4.

Устройство работает следующим образом.

Переменный магнитный лоток Ci S.X X-cos m/ (ai - величинд магнитного солротищления м.агн1ИтО1 |ровода в рабочей точке, В„ - 1М а коим а льна я индукция модулирующего лотока) от модулирующей обмотюи 5 модулирует в коайаиальлых цилилдричесжих магнитотроводах / и 2 переменное магнитное сопротивление. Лри этом в дополнительной об/мотке 7 с числом витков Ws индуцируется выходная электродвижущая оила /вых цролорциол.альная разности амлервитков измерительной обмотк1и 6 с числом витков Wi и колтролируемым постоялльим током tl и компенсирующей обмотки 12.

С учетом достаточного быстродействия устройства, что является необходимым условием дост1ижения его высоких метрологических характеристик, .и взаимовлияния компенсирующей 12, измерительной 6 и дополнительной 7 аб|моток характер изменения i при модулящии имеет 1вид:

:Sf(

)dt.dt + C, lJ

где

R, + К,

fe,

R;

активное сапротшвление измерительной О1бмотки //;

активное .оолронивление компен

оирующей обмотки 10; коэффициент, характеризующий отношение числа витжов компен1аи1рующей 12 и из мерительной 6 обмоток;

и у--ннпряжение контролируемого тока,

5f{B)ai . В . ,

а ,выражан1ие для /вых задишется:

-f, . dt

I -k (2)

вых - JV

, W;,W,

где Подставив в выражения (1) и (2) приведенное выше значение/(б), получим:

(3)

вых cos2u)/+ 2Sin2co,

где Л., Л2 - постояиные коэффиииенты. зависящие от расчетных параметров потенциометра. Синусоидальная с оставляющая /вых усилдавается ф,азочув1СТ1В1Ительным усилителем

8, и рввер-оивиый двигатель 9 вращает маг нитопровод 10 в ту или иную сторону до тех пор, пока /вых не станет равной нулю. Угол ловорота маПН1и;тоПровода 10 пролор цнонален величине :контролиру0мого тока.

При этом может о;к.азаться, что квадратурная составляющая icos 2«)/ с амплитудой, нpo;пopПJИOнaльнoй AI, станет соизмеримой с полезной .составляющей овгнала sin 2о)/, тропорционалыной А. Для увеличения злачения Лг sin 2cut и одновремениого уменьшения Л cos 2(0/ с помощью 1у1множителя частоты 13 повышают частоту модуля .ции, величина -которой оцределяется амллитудпо-1частотной характеристикой потвнциомегра.

Такое выполнение потенциометра увеличивает соотношение .сигнал-помеха, что позволяет преобразовывать малые входные сигналы и улучшает режим работы фазочуВ|СТ1В1ительно1Го уаилителя 8.

Формула изобретения

М|ногоо;борот.ный бесколтактный потенциаметр по авт. ав. i№ 57ili767, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью повышения icoотношвния ситнал-помех.а, он снабжен умножителем частоты, включенным в цепь модулирующей oiSMOTKiH.

Источаик информации, принятый во вниМ алие при экспертизе:

I. ABTt pcKoe свидетельство СССР № 571757, кл. G 01 R 17/20, 07.01.76 (лрототип).

2