Преобразователь электрическогоСигНАлА B углОВОЕ пЕРЕМЕщЕНиЕ Советский патент 1981 года по МПК G08C9/04 H01F21/06 

Изобретение относится к автоматик и может быть использовано в системах автоматического и автоматизированного регулирования объектами. Известно устройство для преобразо вания ЭДС в угловое перемещение, содержащее два незамкнутых ферромагнит ных кольца, обмотку возбуждещся, две измерительные обмотки, равномерно ра пределенные по ферромагнитным кольцам, и подвижный ферромагнитный сердечник СП. Данное устройство может быть использовано для преобразования ЭДС в угловое перемещение в малом диапазоне (320-34oi,j кроме того, оно обла(Дает малой чувствительностью из-з4 Ограниченного рабочего диапазона. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является Многооборотный бесконтактный потенциометр, который содержит магнитную систему, состоящую из двух полых неподвижных ферромагнитных стаканов И центрального ферромагнитного стержня, да который насажен ферромагнитный вращающийся диск, .входную и коьг;пенсируклцую обмотки, два элемента Холла, у срепленних в специальных зазорах крайних оснований центрального ферромагнитного, стержня, причем отсутствию сигнала на выходе элементов Холла соответствует равенство- ампер-витков неподвижной обмотки с измеряемым (преобраэуешлм) постоянным током и навиваемой обмотки со стабильным постоя нньш током. Преобразователь может быть использован для преобразования электрических токов и ЭДС в перемещение С 2, Недостаток этого преобразователя наличие сложного перемоточного устройства, состоящего из двух каркасов с одинаковым числом спиральных канавок, один из которых надет на центральный стержень магнитной , а другой установлен на врашающемся стержне и связан с первым каркасом. При намотке компенсирующей обмотки с первого каркаса на второй первый виток будет сдвинут относительно второго, второй относительно третьего и т.д. (величина расстоя ния зависит от формы канавок). Такая намотка является источником дополнительных погрешностей и приводит к нелинейности статической характеристики преобразователя, Цель изобретения - упрощение конс рукции, расширение диапазона перемещения подвилсной части при одновремен ном повышении чувствительности и линейности статической характеристики. Поставленная цель достигается тем что в лреобразователь электрического сигнала в угловое перемещение, содер жащий неподвижный: магнитопровод, под вижный магнитопровод, соединенный с валом реверсивного электродвигателя, двухсекционную обмотку возбуждения, подвижную двухсекционную сигнальную обмотку, расположенную на каркасе, укрепленном на подвижном магнитопроводе, два элемента Холла и усилитель выходы которого-соединены с управляющей обмоткой реверсивного электродвигателя, введены два трапецеидальньЛк выступа, закрепленных на неподвижном магнитопроводе, неподвижная двухсекционная сигнальная обмотка, расположенная на общем каркасе с обмоткой возбуждения, и фазовращатель, один вход которого соединен с началом одной секции неподвижной сигнальной обмотки, другой вход - с концом другой секции неподвижной сигнальной обмотки, один выход фазовращателя соединен с одним входом усилителя, другой вход которого соединен с первым выходом последовательно соединенных элементов Холла, второй выход которых соединен с другим выходом фазовращателя, причем подвижная двухсекционная сигнальная обмотка выполнена из п -жильного ленточного провода (жилы соединены между собой последовательно-согласно) и соединена последовательно-встречно с неподвижной двухсекционной сигнальной обмоткой, а эле менты Холла расположены диаметрально противоположно на трапецеидальных выс тупах, выполненных из магнитомягкого материала. . Расширение диапазона перемещения подвижной части преобразователя до + более достигается за счет тог что навиваемая двухсекционная сигнальная обмотка в начальном положении подвижного магнитопровода t-Q содержит число витков, равное числу витков неподвижной двухсекционной сигнальной обмотки, и так как обмотки соединены между собой последовательновстречно, то создаваемые ими магнитные потоки взаимно уничтожаются при этом положении подвижного магнитопровода. Повышение чувствительности достигается расширением диапазона перемещения подвижной части преобразователя и помещением элементов Холла на диаметрально противоположных выступах в полости неподвижного магнитопровода. Упрощение конструкции и увеличение линейности статической характеристики достигается использованием в преобразователе неподвижной двухсекционной сигнальной обмотки, с которой последовательно-встречно соединена навиваемав двухсекционная сигнальная обмотка, состоящая из п -жильного ленточного провода. На фиг. 1.представлена схема компенсирующего элемента преобразователя электрического сигнала в угловое перемещение; на фиг. 2 -принципиальная электрическая схема соединения элементов преобразователя. Компенсирующий элемент КЭ (фиг.1) содержит неподвижный магнитопровод, состоящий из двух торцевых магнитопроводов 1 и магнитопровода 2, выполненного для упрощения технологии сборки из двух и -образных деталей, трапецеидалвных вьютупов 3, иа которых расположены элементы Холла 4, подвижной двухсекционной сигнальной обмотки 5, дву: секционной обмотки 6 возбуждения, подвижного магнитопровода 7 и неподвижной двухсекционной сигнальной обмотки 8. Преобразователь электрического сигнала в угловое перемещение (фиг.2) состоит из компенсирующего элемента КЭ, фазовращателя 9, фазочувствительного усилителя 10 и реверсивного электродвигателя 11. Работа преобразователя заключается в следующем. При подключении обмотки 6возбуждения к источнику переменного напряжения в магнитной системе компенсируюего элемента появляется переменный агнитньй поток Ф.. Под действием погока Ф преобразуемые ток 1х или ЭДС ЕХ, подаваемые на вход элементов Холла 4, преобразуются в переменную ЭДС Холла ЕХСЛ. Эта ЭДС усиливается фазочувствительным усилителем 10 и подается на реверсивный электродвигатедь И, который вращает подвижный циливдричёский магнитопровод с двухсекционной навиваемой сигнальной обмоткой 5 до тех пор, пока на выходе сигнальной обмотки, образованной из двухсекционной навиваемой 5 и двухсекционной неподвижной 8 обмоток, не появится ЭДС ЕС, равная после фазовращателя 10 по величине .

Угол поворота подвижной части преобразователя пропорционален току Iх (эДС ЕХ).

От начального положения подвижного магнитопроводасСо 0 преобразование электрического сигнала в зависимости от полярности может осуществляться в пределах i lOJT к более.

Это достигается благодаря тому, что при Л 0 число витков неподвижной сигнальной с равно числу витков навиваемой сигнальной обмотки WCH T.e.Wi, и на выходе обеих обмоток,, включенных последовательно-встречно, сигнал равен нулю. При преобразовании сигнала одной полярности вращение подвижного магнитопровода происходит от положения 0 на (Х.+101, а при смене полярности в другую сторону от 0 на оС -10ir.

Формула изобретения Преобразователь электрического сиг нала в угловое перемещение, содержащий неподвижный магнитопровод, подвижный магнитопровод, соединенный с валом реверсивного электродвигателя, двухсекционную обмотку возбуждения, подвижную двухсекционную сигнальную

обмотку, расположенную на каркасе, укрепленном на подвижном магнитопроводе, два элемента Холла и усилитель, выходы которого соединены с управляющей обмоткой реверсивного электродвигателя, отличающийся, тем, что, с целью упрощения конструкции, расширения диапазона перемещения подвижной части при одновременном повышении чувствительности и линейности

o статической характеристики преобразователя, в него введены два трапецеидальных выступа, закрепленных на неподвижном магнитопроводе, неподвижная двухсекционная сигнальная об-

5 мотка, расположённая на общем каркасе с обмоткой возбуждения, и фазовра-. щатель, один вход которого соединен с началом одной секции неподвижной сигнальной обмотки, а другой вход - с

0 концом другой секции неподвижной сигнадьной обмотки, один выход фазовращателя соединен с одним входом усилителя, другой вход которого соединен с первым выходом последовательно соеjдиненных элементов Холла, второй выход которых соединен с другим выходом фазовращателя, причем подвижная двухсекционная сигнальная обмотка выполнена из и/ -жильного ленточного прововда, жилы которого соединены между собой последовательно-согласно, и- соединена последовательно-встречно с неподвижной двухсекционной сигнальной обмоткой, а элементы Холла расположены диаметрально противоположно на трапецеидальных выступах, выполненных из магнитомягкого материала. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1« Зарипов М.Ф. Преобразователи с распределенными параметрами. М., Энергия, 1969, с. 59-60. 2. Авторское свидетельство ССГСР № 239419, кл. Н 01 F 21/06, 1967 (прототип) .

l vArNr r фуг,