CS232428B1

CS232428B1 - Exciter for inductive measuring device of length and angle

Info

Publication number: CS232428B1
Application number: CS823648A
Authority: CS
Inventors: Ferdinand Mariak
Original assignee: Ferdinand Mariak
Priority date: 1982-05-18
Filing date: 1982-05-18
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS364882A1

Abstract

Účelem vynálezu je, že umožňuje vyrábět nepieto dvouvrstvýoh vodičů jednovrstvé tím, že plošné vinutí obou vrstev jsou na izolačních fóliích první a druhé vrstvy umístěna tak, že část délky aktivních vodičů první vrstvy a obdobná část délky aktivních vodičů druhé vrstvy vytvoří jednu vrstvu s izolačními nosiči po obou stranách této vrstvy a s pomocnými propojovacími vodiči a spojkou aktivních vodičů první a druhé vrstvy. Pomocné propojovací vodiče první a druhé vrstvy a spojky aktivních vodičů první e druhé vrstvy jsou vychýleny tak, že se vzájemně nedotýkají. Budič v provedení podle vynálezu má o, jednu lepicí operaci a jednu izolační fólii měně než známá provedení, tedy je výrobně jednodušší. Výsledný odpor.fází zůstává stejný jako u jednovrstvých provedení, takže není třeba přizpůsobovat napájecí zdroje, jak je to nutné u známých dvouvrstvých provedení.The purpose of the invention is that it is possible to produce a plurality of two-layer conductors in a single layer in that the surface windings of the two layers are positioned on the insulating films of the first and second layers so that a portion of the active conductors of the first layer and a similar portion of the active conductors of the second layer form a single layer with insulating carriers. on both sides of this layer and with the auxiliary interconnecting conductors and the active conductor coupling of the first and second layers. The auxiliary connecting conductors of the first and second layers and the couplings of the active conductors of the first and second layers are deflected so that they do not contact each other. The driver according to the invention has one, one adhesive operation and one insulating foil in less than known embodiments, thus is simpler to manufacture. The resulting phase resistance remains the same as that of the single-layer designs, so there is no need to adapt the power supplies as necessary in the known two-layer embodiments.

Description

na principu induktosynuon the principle of inductosyn

Účelem vynálezu je, že umožňuje vyrábět nepieto dvouvrstvýoh vodičů jednovrstvé tím, že plošné vinutí obou vrstev jsou na izolačních fóliích první a druhé vrstvy umístěna tak, že část délky aktivních vodičů první vrstvy a obdobná část délky aktivních vodičů druhé vrstvy vytvoří jednu vrstvu s izolačními nosiči po obou stranách této vrstvy a s pomocnými propojovacími vodiči a spojkou aktivních vodičů první a druhé vrstvy. Pomocné propojovací vodiče první a druhé vrstvy a spojky aktivních vodičů první e druhé vrstvy jsou vychýleny tak, že se vzájemně nedotýkají.The purpose of the invention is to make it possible to produce a non-twin-layer single-layer conductor by placing the flat windings of both layers on the first and second layer insulating foils such that a portion of the active conductor of the first layer and on both sides of this layer and with auxiliary connecting conductors and active conductor couplings of the first and second layers. The auxiliary interconnecting conductors of the first and second layers and the active conductor couplings of the first and second layers are deflected so that they do not touch each other.

Budič v provedení podle vynálezu má o, jednu lepicí operaci a jednu izolační fólii měně než známá provedení, tedy je výrobně jednodušší. Výsledný odpor.fází zůstává stejný jako u jednovrstvých provedení, takže není třeba přizpůsobovat napájecí zdroje, jak je to nutné u známých dvouvrstvých provedení.The exciter of the embodiment of the invention has one less adhesive operation and one insulating film less than the known embodiments, i.e. it is simpler to manufacture. The resulting phase resistance remains the same as in single-layer designs, so there is no need to adapt the power supplies as required in the known dual-layer designs.

Vynález se týká budiče induktivního měřicího zařízení dálek nebo úhlů ne principu induktosynu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an inductive measuring device of distances or angles of the inductosynth principle.

V této kategorii si svými vlastnostmi získalo vyznačené postavení zařízení, pro nějž se v praxi vžil název induktosyn. Toto zařízení se skládá ze dvou částí odpovídajících primářů a sekundářů transformátoru. Vinutí obou částí jsou z plochých vodičů, vytvořených metodou ploSných spojů. Vodiče kolmé k měřicímu pohybu na jedné z části mají vždy přesnou lineární nebo úhlovou rozteč a reprezentují ztělesněné délkové nebo úhlové míry. Druhé část je proti první části oddálená o malou vzduchovou mezeru a aniž by se jí dotýkala, pohybuje se proti ní odměřovacím pohybem.In this category, its properties have earned the marked position of equipment for which the name inductosyn was used in practice. This device consists of two parts of the corresponding primary and secondary transformer. The windings of both parts are made of flat conductors created by the printed circuit method. The conductors perpendicular to the measuring movement on one of the parts always have a precise linear or angular pitch and represent embodied length or angular measures. The second part is spaced by a small air gap against the first part and, without touching it, moves against it by a metering movement.

Tato část má dvě nebo více vinutí s vodiči, taktéž kolmými k ose odméřovacího pohybu a nazývá se jezdec, S ohledem na rotační provedení, u něhož funkce jezdce může být přiřazena rotoru nebo statoru, je výhodnější tuto část označovat společným názvem budič.This part has two or more wires with conductors also perpendicular to the axis of the metering movement and is called a slider. With respect to a rotary embodiment in which the slider function can be assigned to a rotor or stator, it is preferable to refer to this part by common name.

Vinutí budiče se umísluje vedle sebe do jedné vrstvy a jsou známe provedení se dvěma i více vrstvami. Tento vynález se týká budiče s vinutími ve dvou vrstvách.The exciter windings are placed side by side in a single layer and two or more layers are known. The present invention relates to an exciter with two-layer windings.

Je známo, že budiče s vinutími ve dvou vrstvách jsou sestaveny tak, že ne nosiči je lepením připevněna vrstva izolace ve tvaru izolační fólie, na ni lepením připevněno první plošné vinutí, ne toto je lepením přichycena druhé vrstva Izolace, na ni lepením připevněno druhé plošné vinutí a na to vrstva ochranné izolace proti vnějšímu poškození. Takto sestavený budič spolupracuje přes vzduchovou mezeru s plošným vinutím, které je ztělesněním délkové nebo úhlové míry.It is known that exciters with two-layer windings are assembled in such a way that an insulation layer in the form of an insulating foil is glued to the carrier by gluing the first surface winding to it, not the second insulation layer glued to it. winding and a layer of protective insulation against external damage. The exciter thus assembled cooperates across the air gap with the flat winding, which is an embodiment of the length or angle measure.

Je zřejmé, že první plošné vinutí budiče má od plochy vinutí ztělesněné míry větší vzdálenost než druhé plošné vinutí budiče. První a druhé plošné vinutí mají proto rozdílné koeficienty vezby vůči ztělesněné míře, rozdílné kapacity vůči nosiči a rozdílné koeficienty z přestupu a sálání tepla ze ztrát na vlastním odporu. Při nejčestšjším dvoufázovém provedení budiče si rozdílné koeficienty vazby obou vrstev vynucují rovnoměrné rozdělení vodičů z obou fází do obou vrstev.It will be appreciated that the first exciter surface winding has a greater distance from the winding surface of the embodiment than the second exciter surface winding. The first and second flat windings therefore have different coefficients of connection to the embodied measure, different capacities to the carrier, and different coefficients of heat transfer and radiation from losses on self-resistance. In the most honest two-phase exciter design, the different bonding coefficients of the two layers necessitate an even distribution of the conductors from both phases to both layers.

Kdyby tomu tak nebylo, vznikala by nepřijatelná chyba Interpolace rozteče nositele míry. Ovšem výsledný koeficient vezby jedné fáze je menší než u budičů s jednou vrstvou.If this were not the case, there would be an unacceptable error Interpolation of the pitch of the bearer of the measure. However, the resulting single phase coupling coefficient is less than that of single-layer drivers.

Aby se v amplitudě výsledného signálu takové budiče vyrovnaly jednovrstvovým, musí mít více vodičů. Tento požadavek je zdánlivě snadno splněn tím, že dvš vrstvy umožňují uložit dvakrát tolik závitů než jedna vrstva.In order to equalize such exciters with a single-layer in the amplitude of the resulting signal, they must have multiple conductors. This requirement is seemingly easily met by the fact that two layers make it possible to store twice as many turns as one layer.

Praxe však ukazuje, že u plošných vinutí, u nichž je šířka vodičů více jak desetkrát vštší než tloušíka vodiče fáze, blíže umístěné vodiče zastiňují a zeslabují účinek vodičů druhé vzdálenější fáze, nebol energie se nepřenáší společným magnetickým tokem, ale pouze elektromagnetickým polem kolem vodičů. Řešení pomocí změny šířky vodičů a jejich rozteče není účinné, takže je známo, že takto sestavené dvouvratvé budiče i při dvojnásobném počtu vodičů a tím i dvojnásobném odporu mají stejný účinek v amplitudě výsledného signálu.However, experience has shown that in flat windings in which the width of the conductors is more than ten times greater than the thickness of the phase conductor, the closer conductors obscure and attenuate the effect of the second distal phase conductors. The solution by varying the width of the wires and their spacing is not effective, so it is known that the two-door exciters assembled in this way, even at twice the number of wires and thus twice the resistance, have the same effect in the amplitude of the resulting signal.

Takové dvouvrstvé budiče není možno zjrátit ani zvětšit vzduchovou mezerou vůči ztělesněné míře. Různý odvod tepla z obou fází se v provozu projeví tím, že se ustálí na různých teplotách. Tím se změní jejich odpor a původní, velmi přesné vyrovnání se poruší. Chyba interpolace, způsobená nestejnými maximálními proudy obou fází se v provozu znatelně zhoršuje. Při vyšších napájecích frekvencí se začínají projevovat i rozdílné kapacity vrstev ne fázových posuvech, což se opět projevuje zhoršenou interpolací intervalu ztělesnění mfry. Z těchto důvodů se dvouvrstvé budiče nerozšířily, protože úspory ne pájení jsou převáženy komplikovanější technologií a horšími vlastnostmi.Such dual-layer exciters cannot be reversed or enlarged by the air gap relative to the embodiment. The different heat dissipation from the two phases is manifested in operation by stabilizing at different temperatures. This changes their resistance and breaks the original, very accurate alignment. The interpolation error caused by unequal maximum currents of both phases worsens considerably in operation. At higher feeding frequencies, different layer capacities than phase shifts also begin to manifest themselves, which again results in a worsened interpolation of the mphra embodiment. For these reasons, dual-layer drivers have not expanded, since savings in soldering are outweighed by more complicated technology and inferior properties.

Mnohé z uvedených nevýhod odstraňuje budič induktivního měřicího zeřízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že plošná vinutí obou vrstev jsou na izolačních fóliích první a druhé vrstvy umístěné tak, že část délky aktivních vodičů první vrstvy a obdobná část délky aktivních vodičů druhé vrstvy vytvoří jednu vrstvu s izolačními fóliemi po obou stranách této vrstvy a s pomocnými propojovacími vodiči a spojkou aktivních vodičů první a druhé vrstvy. Pomocné propojovací vodiče první a druhé vrstvy a spojky aktivních vodičů první a druhé vrstvy jsou vychýleny tak, že se vzájemně nedotýkají.Many of these disadvantages are overcome by the inductive measuring device of the present invention, which is based on the fact that the flat windings of the two layers are positioned on the first and second layer insulating films such that a portion of the active conductor length of the first layer and one layer with insulating foils on both sides of this layer and with auxiliary connecting conductors and active conductor couplings of the first and second layers. The auxiliary connecting conductors of the first and second layers and the couplings of the active conductors of the first and second layers are deflected so that they do not touch each other.

Řešení podle vynálezu má výhodu v tom, že vodiče kolmé k ose měřicího pohybu v obou vrstvách mají proti ztělesněné míře stejnou vazbu a kapacitu a stejnou kapacitu i vůči nosiči. Tím se zachovávají parametry přesnosti interpolace intervalů ztělesněné míry, protože amplitudy signálů obou fází jsou stejné a mají i stejný průběh. Budič v provedení podle vynálezu se ohřátím ztrátou na vlastním odporu nerozvažuje, neboť obě fáze mejí stejné koeficienty přestupu a vyzařování tepla.The solution according to the invention has the advantage that the conductors perpendicular to the axis of the measuring movement in both layers have the same coupling and capacity and the same capacity with respect to the carrier. This maintains the interpolation accuracy parameters of the embodied measure because the signal amplitudes of the two phases are the same and have the same waveform. The exciter in the embodiment of the invention does not consider heating by loss at its own resistance, since both phases have the same coefficients of heat transfer and radiation.

Přesnost interpolace, závislá na maximálních proudech obou fází, zůstává zachována i při vyěěím proudovém zatížení vodičů. VySSí proudové zatížení je možné dokonalejším odvodem tepla, neboť počet izolačních vrstev je menší. Vyšší proudové zatížení umožňuje při stejné přesnosti interpolace pracovat s větší vzduchovou mezerou mezi budičem a ztělesněnou mírou. Stejné a rovnoměrně rozdělené kapacity obou fází umožňují pracovat s vysokými napájecími frekvencemi bez problémů zkreslení zpracovávaných signálů.The interpolation accuracy, which depends on the maximum currents of the two phases, is maintained even at higher current load on the conductors. Higher current load is possible due to improved heat dissipation since the number of insulation layers is smaller. Higher current loads allow for greater air gap between exciter and embodied rate with the same interpolation accuracy. The same and evenly distributed capacitances of both phases allow to operate at high supply frequencies without the problem of distortion of the processed signals.

Podstata vynálezu je podrobněji objasněna na připojených výkresech. Obr. 1 a obr. 2 představují orientaci součástí vynálezu, a to obou plošných vinutí vůči sobě. Vlastní podstata vynélezu je na obr. 3, z něhož je zřejmé složení obou vrstev plošných vinutí, jejich připevnění k nosiči a orientace vůči ztělesněné míře. Obr. 1 a obr. 2 jsou řezem s pohledem, obr. 3 je řezem budiče podle vynálezu.The invention is explained in more detail in the accompanying drawings. Giant. 1 and 2 show the orientation of the components of the invention, both flat windings with respect to each other. The very essence of the invention is shown in FIG. 3, which shows the composition of the two layers of flat windings, their attachment to the support and orientation to the embodiment. Giant. 1 and 2 are sectional views, FIG. 3 is a sectional view of an exciter according to the invention.

Na obr. 1 je uveden řez první vrstvou jezdce a pohled na část plošného vinutí. Na izolační fólii £ první vrstvy o tloušťce několika setin milimetru je prostřednictvím lepicího přechodu 2 první vrstvy připevněna kovová fólie asi stejné tloušťky, z níž se vyleptá vzorek charakterizovaný částmi 2, 12 ⁸ A· ^ésti 2 ⁸ 12 jsou pomocné vodiče rovnoběžné s měřicím pohybem a nutné k propojení části označených £ charakterizující aktivní vodiče první vrstvy kolmé k měřicímu pohybu. Izolační fólie 1 první vrstvy zajišťuje potřebné rozmístění a polohu části vzorku.Fig. 1 is a cross-sectional view of the first layer of the slider and a view of a portion of the flat winding. On the insulation film £ first layer of a thickness of a few hundredths of a millimeter is through adhesive passage 2 of the first layer attached to the metallic foil is about the same thickness, from which the etched sample is characterized by the parts 2, 12 ⁸ A · ^ ESTI 2 ⁸ 12 are auxiliary conductors parallel to the measuring movement and necessary to interconnect the portions marked £ characterizing the active conductors of the first layer perpendicular to the measuring movement. The first layer insulating film 1 provides the necessary placement and position of a portion of the sample.

Na obr. 2 je uveden řez druhou vrstvou jezdce « pohled na část plošného vinutí. Na izolační fólii 2 druhé vrstvy je pomocí lepicího přechodu 6_ druhé vrstvy připevněn z kovové fólie vyleptaný vzorek, charakterizovaný částmi 2, 20 a 8. Přitom části X a 20 jsou pomocné vodiče a slouží k propojení aktivních vodičů 8 druhé vrstvy. Lepicí přechod £ druhé vrstvy a izolační fólie 2 druhé vrstvy zajišťují vzájemnou polohu části.FIG. 2 is a cross-sectional view of the second layer of the slider, a view of a portion of the flat winding. An etched sample, characterized by parts 2, 20 and 8, is attached to the insulating film 2 of the second layer by means of the adhesive layer 6 of the second layer, characterized by parts 2, 20 and 8. The parts X and 20 are auxiliary conductors and serve to connect the active conductors 8 of the second layer. The adhesive layer 6 of the second layer and the insulating film 2 of the second layer ensure the relative position of the part.

Návrhy vzorku vinutí na obr. 1 a obr. 2 jsou na sebe vázány známým způsobem tak, že v obou vrstvách vznikají střídavě volené plochy 16 a 17. Tyto plochy umožňují složit obě plošné vinutí kovovými fóliemi směrem k sobě, aniž by došlo k propojení aktivních částí vodičů. Propojení pomocných vodičů se zabrání buS vhodnou konstrukcí aktivních vodičů, jak ukazuje příklad vodičů 12 ⁸ 20,, které se po složení nedotýkají nebo tam, kde to není možné, rozšířením obou vrstev vedle aktivních vodičů a jejich ohnutím tak, aby se nedotýkaly.The designs of the winding patterns in FIGS. 1 and 2 are bound together in a known manner such that alternately selected surfaces 16 and 17 are formed in both layers. These surfaces allow the two flat windings to be folded together with the metal foils without connecting the active conductor parts. The interconnection of the auxiliary conductors is prevented either by a suitable design of the active conductors, as shown in the example of conductors 12 ⁸ 20 which do not touch upon folding or, where this is not possible, by expanding both layers next to the active conductors and bending them so that they do not touch.

Na obr. 3 je řez budičem, na němž je znázorněno, že aktivní vodič £ první vrstvy a spojka aktivních vodičů 19 první vrstvy a aktivní vodič 8 druhé vrstvy a spojka aktivních vodičů 20 druhé vrstvy jsou po složení v jedné výsledné vrstvě 15. Správná poloha obou vrstev vůči sobě, jakož i držení při sobě je dosaženo lepidlem 2 nebo plastickou fólií, kterě vyplňují prostory mezi vodiči v každé vrstvě i mezi vrstvami ve směru kolmém k nákresně, nevytváří však dalěí izolační vrstvu ve směru ke ztělesněné míře 12. Na okrajích s podélnými pomocnými propojovacími vodiči první a druhé vrstvy 2 a X se propojení zabrání tím, že se jedna nebo dvě vrstvy od sebe ohnou tak, aby vznikla vzduchová izolační Štěrbino nebo aby bylo možno vzniklou štěrbinu vyplnit jinou izolací.Fig. 3 is a cross-sectional view of an exciter showing that the first layer active conductor 8 and the first layer active conductor connector 19 and the second layer active conductor 8 and the second layer active conductor connector 20 are in one resultant layer 15 after folding. the two layers relative to each other and held together are provided by adhesive 2 or plastic film which fills the spaces between the conductors in each layer and between the layers perpendicular to the drawing, but does not form an additional insulating layer in the direction of the embodiment 12. longitudinal auxiliary interconnecting conductors of the first and second layers 2 and X prevent the interconnection by bending one or two layers apart to form an air insulating slot or to fill the slot with another insulation.

232423232423

Malá tloušťka kovové fólie a plastičnoat izolační fólie toto ohnutí umožňují. Převody resp. vývody k plošným vinutím, jakož i jejich propojení se provádí známým způsobem. Izolační fólie £ první vrstvy je lepicím přechodem £0 na nosič připevněno k nosiči 11. který vykonává měřicí pohyb ve směru kolmém k nákresně. Izolační fólie £ druhé vrstvy je vzdálena o mézeru b od ztělesněné míry £2, vyjádřené plochými vodiči uloženými na izolaci 13. která je na nosiči ztělesněné míry 14. Vazba mezi vodiči ztělesněné míry £2 a vodiči i a 6 budiče umožňuje vznik dráhově závislého signálu typického pro odměřování induktosynem.The low thickness of the metal foil and plastičnoat insulating foil allow this bending. Transfers respectively. the leads to the flat windings as well as their interconnections are carried out in a known manner. The first-layer insulating film 60 is attached to the carrier by an adhesive transition 60 on the carrier 11 which performs a measuring movement in a direction perpendicular to the drawing. The insulating film 6 of the second layer is spaced b by a distance b from the embodied measure 52, expressed by flat conductors mounted on the insulation 13 which is on the carrier of the embodied measure 14. The coupling between the embodied measure conductors 64 and the driver conductors 6 permits the path for measuring with inductosyn.

Budič v.provedení podle vynálezu má o jednu lepicí operaci a jednu izolačně fólii méně než známá provedení, tedy je výrobně jednodušší. Výsledný odpor fází zůstává stejný jako u jednovrstvových provedení, takže není třeba přizpůsobovat napájecí zdroje jak je to nutné u známých dvouvrstvových provedení.The actuator according to the invention has one adhesive operation and one insulating film less than the known embodiments, i.e. it is simpler to manufacture. The resulting phase resistance remains the same as in single-layer designs, so there is no need to adapt power supplies as necessary in the known dual-layer designs.

Provedení podle vynálezu nachází široké použití při výrobě jezdců lineárních měřítek typu induktosyn, zejména v pásovém provedeni a stejně dobře je využíváno i u rotačních snímačů, zejména malých průměrů typu induktosyn.The embodiment according to the invention finds wide application in the manufacture of inductive-type linear scale sliders, in particular in the belt design, and is equally well used in rotary encoders, in particular small inductive-type diameters.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

An inductive indoctosyne length or angle meter, consisting of a carrier and two layers of flat winding divided into two phases, the windings in each layer being divided into groups belonging to one or the other phase with gaps alternately spaced in both layers and with interconnecting conductors, characterized in that the flat windings of both layers are placed on the insulating foils (1, 5) of the first ε of the second layer so that a part of the length of the active conductors (4) of the first layer and a similar part of the length of the active conductors (8) of the second layer the resultant layer (15) of the active conductors (4, 8) of the first and second layers with auxiliary interconnecting conductors (3, 7) of the first and second layers and the active conductor connectors (19, 20) of the first and second layers with insulating foils (', 5) on both sides of the resulting layer (15).

Driver according to claim 1, characterized in that there is a gap between the first and second layer auxiliary interconnecting conductors (3, 7) and the first and second layer active conductor connectors (19, 20).

1 drawing «