Преобразователь перемещений Советский патент 1981 года по МПК G01B7/00 H02K24/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и автоматике и может быть использовано, в частности, для измерения линейных перемещений . Известны преобразователи индукционного типа для измерения линейных перемещений - индуктосины,.содержащие неподвижную часть (линейкуГ и подвижную часть (ползун) с многополюс ными обмотками. Высокая точность этих преобразователей достигается за счет наличия интегрального эффекта (элект рической редукции ). Недостатком указанных преобразова телей является неоднозначность измерения перемещений на интервале, превышающем шаг обмотки равный 2 С , где -полюсное деление обмотки. Известны также многоотсчетные пре образователи для однозначного измере ния перемещений, например трехотсчет ные. Трехотсчетный преобразователь перемещений содержит неподвижную и подвижную части, на одной из которых расположены двухфазные обмотки трех отсчетов, а на другой - однофазные обмотки трех отсчетов. Активные части проводников обмоток первого отсче та расположвг1ы пегПеняикулярно направлению перемещения подвижной части преобразователя. Обмотки второго отсчета выполнены с полюсным делением С , в несколько раз превышающим деление ТГ обмоток первого отсчета, а активные части проводников этих обмоток расположены под .углом, меньшим угла наклона активных частей проводников обмоток первого отсчета, т.е. меньшим чем 90°. Обмотки третьего отсчета выполнены с полюсным делением «Г, в несколько раз превышающим полюсное деление Pi обмотки второго отсчета и равным диапазону 1 измеряемых перемещений, а активные части проводников этих обмоток расположены под уголом к направлению перемещения, меньшим угла наклона активных частей проводников второго отсчета 2. Недостатком таких преобразователей является сложность конструкции, так как для однозначного измерения необходимо три отсчета. Кроме того, обмотки второго и третьего отсчетов выполнены с наклонными активными проводниками, что усложняет технологию их изготовления. Точность преобразования перемещений в электрический сигнал во втором и третьем отсчетах

ограничена низким (по ср авнению с ncpBiJM отсчетом) числом активных проводников, что приводит к уменьшению интегрального эффекта в усреднении погрешности изготовления обмоток.

Наиболее близким к предлагаемому р1вялется преобразователь перемещений содержащий две относительно подвижны части, на одной из которых размещены двухфазные обмотки первого и второго отсчетов, а на второй - однофазные обмотки первого и второго отсчетов. Активные части проводников обмоток: первого отсчета перпендикулярны , а обмоток второго отсчета наклонны (под углом меньшим 90) к направлению перемещения подвижной части преобразователя i Шаг 2 tg обмоток второго отсчета определяет длину, т.е. диапазон однозначного измерения перемещений 3.

Недостатком известного преобразователя явпяется то, что при увеличении угла наклона проводников обмоток второго отсчета уменьшается максимально возможное число проводников, которое можно разместить как в линейке, так и на ползуне преобразователя. Следовательно, уменьшается интегральный эффект, т.е. точность преобразователя перемещений во втором отсчете преобразователя, а это накладывает ограничение на величину шага обмоток второго отсчета, т.е. на диапазон однозначного измерения перемещений.

Цель изобретения - упрощение кон. струкции и повыиение точности rtpeобразования перемещений.

Поставленная цель достигается тем что обмотки второго отсчета выполнены с полюсным делением

т: - , е±2г

где т - полюсное деление обмоток

первого отсчета; - диапазон измеряемых перемещений,

а активные части проводников обмоток второго отсчета расположены параллелно активнЕлм частям проводников обмоток первого отсчета.

На фиг. 1 показаны однофазные обмотки первого и второго отсчета преобразователя перемещений; на фиг. 2 - электрическая схема их соединения .

Преобразователь перемещений содержит двухфазные обмотки 1 и 2 первого отсчета и двухфазные обмотки 3 и 4 второго отсчета, подключенные к зажимам 5 и 6, к которым подведено двухфаЗ|Ное напряжение питания inlet и ti mcosu.t, где U t - амплитуда; (.и- ча :тота напряжения питания; t - время. Эти обмотки размещены на одной из относительно подвижных частей преобразователя (не показаны) . На другой части преобразователя размещены однофазная обмотка 7 первого отсчета и однофазная обмотка 8 второго отсчета. Обмотки 1, 2 и 7 первого отсчета выполнены с полюсным делением T-f , а обмотки 3, 4 и 8 второго отсчета - с полюсным делением

Т - . ±7Г,

причем активные части 9 проводников этих обмоток расположены взаимно параллельно и перпендикулярно к направлению перемещения подвижной части преобразователя.

Преобразователь работает следующи образом.

При подведении двухфазного напряжения питания к зажимам 5 и б преобразователя на обмотки 1 и 3 первого и второго отсчетов подается напряжение и, .sinu/t.Ha обмотки 2 и 4 - напгп

ряжение U cosurt:. В результате в однофазных обмотках 7 и 8 при перемещении подвижной части преобразователя относительно его неподвижной части индуктируются ЭДС, зависящие, от величины uL перемещения : на обмотке 7 - U,(iut +7Гле/г)и на обмотке 8 ) Разность фаз между ЭДС на обмотках 7 и 8 равна

1г&е

Л

т-« ri

и при максимальном перемещении подвижной части равном 1 эта разность фаз благодаря выбранному соотношению между Tj. и ТГ-) становится равной 2 ЯГ , т.е. измеряется от О до 360 в зависимости от величины перемещения. По этой разности фаз можно осуществлять относительно грубый отсчет перемещен в диапазоне и обеспечить устранение неоднородности отсчета в пределах всего перемещения который может быть произведен по амплитуде или фазе ЭДС, наведенных в обмотках 7 и 8 соответственно. Благодаря тому, что разность числа шагов, укладывающихся в диапазоне однозначного измерения перемещений, обмоток первого и второго отсчетов равна единице

е

-,

2ГГ,

2Г2

число активных провод11иков в обмотках первого и второго отсчетов практически одинаково.

За счет увеличения числа активных проводников и повышения интегрального эффекта в усреднении погрешности изготовления обмоток преобразователя повышается точность преобразсвания перемещений во втором отсчете. Одновременно упрощается и технология изготовления обмоток второго отсчета благодаря тому, что активныечасти проводников этой обмотки размещаются параллельно активной части пр водников обметки первого отсчета. Преобразователь может быть исполь зован и для измерения угловых переме1ц ний в диапазоне меньшем, чем 360 Магнитная система его Е этом случае выполняется разомкнутой. Формула изобретения Преобразователь перемещений, содержащий две относительно подвижные части, на одной из которых размещены Двухфазные обмотки первого и второго отсчетов, а на второй - однофазные обмотки первого и второго отсчетов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности преобразования, обмотки второго отсчета выполнены с полюсным делением Г. е etir/ где f - полюсное деление обмоток первого отсчета; 1 - диапазон измеряемых перемещений , а активные части проводников обмоток второго отсчета расположены параллельно активным частям проводников обмоток первого отсчета, первого отсчета. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 2942212, 336-30, 1959. 2. патент ФРГ № 1298299, 42 d 1/12, 1969. 3. Патент CUJA 299405ь1, кл. 336-115, 1961 ,(прототип) .