Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений Советский патент 1980 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерител ной технике, в частности к трансформ торным двухкоординатным преобразователям угловых перемещений, и может быть использовано для измерения прос ранственного угла. Известны двухкоординатные преобразователи угловых перемещений транс форматорного типа, в которых подвижной частью является либо якорь, либо часть магнитопровода, несущая на себе измерительные обмотки El. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является двухкоординатный преобразователь угловых перемещений, содержащий магнитопровод с размещенной на нем обмоткой возбуждения и установленный диаметрально в шаровом экране подвижно относйтельно первого второй магнитопровод с измерительной обмоткой 2. Недостатком известных преобразова телей является низкая чувствительность., вызванная наличием полей рассеяния. Цель изобретения - повышение чув твительностй. Цель достигается тем, что первый магнитопровод выполнен в виде четырехполюсного кольцевого статооа, сек ции обмотки возбуждения размещены на его полюсах,а противолежащие секции соединены последовательно согласно. На фиг. 1 схематически изoбpaжet преобразователь, общий вид; на фиг.2 то же, вид сверху. Преобразователь содерхсит магнитопровод в виде кольцевого статора I, снабженный четырьмя рсдциальн)ми полюсами 2-5. Внутри статора установлен полый шаровой магнитный экран 6, который может поворачиваться на углы сз и Jb вокруг двух взаимно перпендикулярных осей X и У соответственно. Каждая из обмоток возбуждения состоит из двух секций, соединенных между собой последовательно-согласно. Секции 7 и 8 первой обмотки установлены на полюсах 2 и 4 статора, а секции 9 и 10 второй обмотки возбуждения - на полюсах 3 и 5 статора. Первая обмотка возбуждения подключена к источнику синусоидального напряжения Ц, а вторая - к источнику напряжения 3i, сдвинутому по фазе на 90° относительно и. . Внутри шарового экрана имеется магнитопровод 11 (диаметрально установленный цилиндрический стержень) с измерительной обмоткой 12. Соединительные провода измерительной обмотки выведены через небольшое отверстие в стенке экрана (не показаны). Установка подвижной части в зазоре между полюсами может быть осуществлена с помощью карданова подвеса, неподвижная ось которого совмещена с осью X датчика, а подвижная - с осью У.

Преобразователь работает следующим образом.

Магнитные потоки возбуждения, созданные токами обмоток возбуждения, равномерно распределяются на поверхности шарового экрана. Ввиду симметричности конструкции магнитный поток одной обмотки возбуждения не пронизывает витки другой обмотки.

При нулевом угле пространственной ориентации подвижной части, когда ось магнитопровода 11 совмешена с осью Z, магнитные потенциалы точек шара, соединенные магнитопроводом 11, равны друг другу. Поэтому в этом положении в магнит.опроводе 11 отсутствует магнитный поток, и ЭДС ЕМ измерительной обмотки равна нулю. При повороте экрана вокруг оси X часть потока разветвляется в магнитопровод 11; при этЬм величина разветвленного потока пропорциональна величине угла об указанного поворота, а фаза этого потока меняется на при изменении знака угла ot.

При повороте экрана вокруг оси У в магнитопроводе 11 наводится поток от другой обмотки возбуждения, пропорциональный этому углу, а фаза потока изменяется на при изменении знака этого угла.

Еслиподвижная часть отклонена от нёЙтралёнО1:О положения одновременно на уголо вокругоси X и угол Ь вокруг оси У, то положение магнитопровода 1 1 относительно оси Z можно выразить через комплексный угол.

Измерение выходной ЭДС преобразователя может осуществляться полярнокоординатным компенсатором переменного тока, который показывает модуль и фазу ЭДС Ец, т.е. величину и направление измеряемого пространственного угла. Можно выходную ЭДС датчика измерить и с помощью прямоугольно-координатного компенсатора переменного тока; в этом случае компенсатор покажет взаимно перпендикулярные

зостав иляющие Е и Еу векторной ЭДС EX. +/Еу, т.е. непосредственно величины углов Ы и (Ь .

В предложенном преобразователе уменьшены потоки рассеяния за счет 5 симметричности магнитной системы относительно обмоток возбуждения.

Формула изобретения

Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений содержащий магнитопровод с размещенной на нем об моткой возбуждения и установленный

диаметрально в шаровом экране подвижно относительно первого второй магнитопровод с измерительной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности,первый магнитопровод выполнен в виде че0 .т т1рехполюсного кольцевого статора, секции обмотки возбуждения размещены на его полюсах, а противолежащие секции соединены последовательно согласно.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Карпов Е,М. Измерительные .преобразователи с двумя степенями свободы, М., Энергия, 1972, с. 50,

рис. 3-15.

2.Авторское свидетельство СССР

606096, кл. G 01 В 7/30,, 1975 (прототип; . .