CS240236B1 - Position sensor, especially for stepper motors - Google Patents
Position sensor, especially for stepper motors Download PDFInfo
- Publication number
- CS240236B1 CS240236B1 CS845543A CS554384A CS240236B1 CS 240236 B1 CS240236 B1 CS 240236B1 CS 845543 A CS845543 A CS 845543A CS 554384 A CS554384 A CS 554384A CS 240236 B1 CS240236 B1 CS 240236B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- pole
- teeth
- tooth pitch
- yoke
- pair
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Provedení snímače polohy krokového motoru využívající ozubení reakční, většinou pohyblivé části motoru. Kolmo ke jhu, na kterém je budicí cívka jsou na obou koncích připevněny pólové dvojice, které jsou na koncích opatřeny ozubenými pólovými nástavci. Vzájemná poloha zubů pólových nástavců téže pólové dvojice je určena vztahem == -rz (kt + 0,5), kde značí rozteč zubů ve směru pohybu, τζ zubovou rozteč a (k) celé nezáporné číslo. Vzájemná poloha zubů stejnolehlých pólových nástavců vzhledem k ose jha obou pólových dvojic je určena vztahem τ2 = τ2 (k2 + 0,25), význam symbolů je stejný jako u předchozího vztahu. Alespoň na jednom pólovém nástavci každé pólové dvojice je umístěna snímací cívka.A design of a stepper motor position sensor using the gearing of the reaction, mostly moving part of the motor. Perpendicular to the yoke on which the excitation coil is mounted, pole pairs are attached at both ends, which are equipped with toothed pole extensions at the ends. The mutual position of the teeth of the pole extensions of the same pole pair is determined by the relationship == -rz (kt + 0.5), where τζ denotes the tooth pitch in the direction of movement, τζ the tooth pitch and (k) a non-negative integer. The mutual position of the teeth of the identical pole extensions relative to the axis of the yoke of both pole pairs is determined by the relationship τ2 = τ2 (k2 + 0.25), the meaning of the symbols is the same as in the previous relationship. A sensing coil is placed on at least one pole extension of each pole pair.
Description
Předložený vynález se týká snímače polohy vhodného zejména pro krokové motory. Sestává z magnetického obvodu, budicí cívky a snímacích cívek.The present invention relates to a position sensor particularly suitable for stepper motors. It consists of a magnetic circuit, excitation coil and sensing coils.
Pro snímání polohy pohyblivé části lineárního nebo reakčního krokového motoru se požívají optoelektronické inkrementální snímače. Při změně polohy o určitý úsek generují impuls, jejichž celkový počet je měřítkem dráhy pohybu. V některých aplikacích je nutno měřit 1 zátěžný úhel motoru, tj. rozdíl mezi vektorem magnetického napětí pevné části a vektorem magnetického napětí (osou zubu) pohyblivé části. To lze s pomocí inkrementálního snímače polohy pouze složitými elektronickými obvody se současnou synchronizací impulsů s polohou zubů pohyblivé části.Optoelectronic incremental encoders are used to sense the position of the moving portion of a linear or reaction stepper motor. When a position is shifted by a certain section, they generate a pulse, the total number of which is a measure of the travel path. In some applications it is necessary to measure 1 motor load angle, ie the difference between the magnetic voltage vector of the fixed part and the magnetic voltage vector (tooth axis) of the moving part. This can only be done with complex electronic circuits with simultaneous synchronization of the pulses with the position of the teeth of the moving part using the incremental encoder.
Uvedené nevýhody odstraňuje provedení snímače polohy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že magnetický obvod je tvořen jhem, na jehož koncích je upevněna první a druhá pólová dvojice tak, že osy zubů prvního, druhého, třetího a čtvrtého pólového nástavce první a druhé pólové dvojice jsou kolmé k ose jha, přičemž vždy jeden pólový nástavec z každé pólové dvojice je umístěn na jedné straně osy a druhý pólový nástavec z každé pólové dvojice na druhé straně osy. Zuby prvního a druhého pólového nástavce první pólové dvojice a zuby třetího a čtvrtého pólového nástavce druhé pólové dvojice jsou vůči sobě posunuty o celistvý násobek zubové rozteče zvětšený nebo zmenšený o polovinu zubové rozteče. Zuby prvního a třetího pólového nástavce na téže straně osy první i druhé pólové dvojice jsou od sebe vzdáleny o celistvý násobek zubové rozteče zvětšený, nebo zmenšený o jednu čtvrtinu zubové rozteče. Na jliu je umístěna budicí cívka a alespoň na jednom protilehlém pólovém nástavci každé pólové dvojice je umístěna snímací cívka.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the embodiment of the position sensor according to the invention, which is characterized in that the magnetic circuit is formed by a yoke, at the ends of which the first and second pole pairs are fixed such that the tooth axes of the first, second, third and fourth pole pieces the pairs are perpendicular to the yoke axis, with one pole piece of each pole pair located on one side of the axis and a second pole piece of each pole pair on the other side of the axis. The teeth of the first and second pole pieces of the first pole pair and the teeth of the third and fourth pole pieces of the second pole pair are offset relative to each other by an integral multiple of the tooth pitch increased or decreased by half the tooth pitch. The teeth of the first and third pole pieces on the same side of the axis of the first and second pole pair are spaced apart by an integral multiple of the tooth pitch increased or decreased by one quarter of the tooth pitch. An excitation coil is located on the mule and a sensing coil is located on at least one opposite pole piece of each pole pair.
Příklady provedení snímače podle vynálezu jsou na přiložených výkresech, kde na obr. 1 j'e vyznačena vzájemná poloha zubů reakční části motoru a zubů jednotlivých pólů snímače, na obr. 2 je příklad provedení snímače polohy lineárního krokového motoru.1 shows the relative position of the teeth of the reaction part of the motor and the teeth of the individual poles of the sensor; FIG. 2 shows an embodiment of the position sensor of a linear stepper motor.
Na obr. 1 je znázorněna vzájemná poloha zubů snímače a reakční části motoru, nutná pro správnou funkci. Rozteč zubů 50 reakční části 5 motoru je rovna τζ. Vzájemná poloha τχ zubů 110, 120 prvního a druhého pólového nástavce 11, 12, resp. zubů 130, 140 třetího a čtvrtého pólového nástavce 13, 14 je rovna celistvému násobku zubové rozteče τζ zvětšenému nebo zmenšenému o polovinu zubové rozteče τζ. Vzájemná poloha τ2 zubů 110, 130 prvního a třetího pólového nástavce 11, 13, resp. zubů 120, 140 druhého a čtvrtého pólového nástavce 12, 14 je rovna celistvému násobku zubové rozteče τζ zvětšenému nebo zmenšenému o 1/4 zubové rozteče τζ.FIG. 1 shows the relative position of the sensor teeth and the reaction part of the motor necessary for proper operation. The tooth pitch 50 of the engine reaction section 5 is equal to τ ζ . The relative position τ χ of the teeth 110, 120 of the first and second pole pieces 11, 12, respectively. of the teeth 130, 140 of the third and fourth pole pieces 13, 14 is equal to an integral multiple of the tooth pitch τ ζ, increased or decreased by half of the tooth pitch τ ζ . The relative position τ 2 of the teeth 110, 130 of the first and third pole pieces 11, 13, respectively. of the teeth 120, 140 of the second and fourth pole pieces 12, 14 is equal to an integral multiple of the tooth pitch τ ζ increased or reduced by 1/4 of the tooth pitch τ ζ .
Na obr. 2 je přiklaď konstrukčního uspořádání snímače. Magnetický obvod 1 je tvořen jhem 15 s budicí cívkou 2, první a druhou pólovou dvojicí 16, 17 se čtyřmi pólovými nástavci 11, 12, 13, 14, opatřenými zuby 110, 120, 130, 140. U každé pólové dvojice 16, 17 je alespoň na jednom protilehlém pólovém nástavci 11, 14 umístěna snímací cívka 3, 4. Zuby 110, 120, 130, 140 prvního, druhého, třetího a Čtvrtého pólového nástavce 11, 12, 13, 14 zaujímají vůči zubům 50 reakční části 5 motoru polohu znázorněnou a popsanou na obr. 1. Proto jsou první a druhý pólový nástavec 11, 12 první pólové dvojice 16 i třetí a čtvrtý pólový nástavec 13, 14 druhé pólové dvojice 17 vzájemně posunuty ve směru osy o tak, aby bylo dosaženo příslušné konfigurace zubů 110, 120, 130, 140 všech pólových nástavců 11, 12, 13, 14 při jejich stejném tvaru. První a druhý pólový nástavec 11, 12 a třetí a čtvrtý pólový nástavec 13, 14 první a druhé pólové dvojice 16, 17 jsou umístěny po obou stranách osy o z toho důvodu, aby byla zajištěna stejná dráha magnetického toku pro oba pólové nástavce 11 a 12, 13, 14 každé pólové dvojice 16, 17.FIG. 2 shows an example of a sensor structure. The magnetic circuit 1 consists of a yoke 15 with an excitation coil 2, a first and a second pole pair 16, 17 with four pole pieces 11, 12, 13, 14 provided with teeth 110, 120, 130, 140. For each pole pair 16, 17 there is at least one opposite pole piece 11, 14 is located a pick-up coil 3, 4. The teeth 110, 120, 130, 140 of the first, second, third and fourth pole pieces 11, 12, 13, 14 occupy the position shown with respect to the teeth 50 1. Thus, the first and second pole pieces 11, 12 of the first pole pair 16 as well as the third and fourth pole pieces 13, 14 of the second pole pair 17 are offset relative to each other in the axis direction o so as to achieve the respective tooth configuration 110, 120, 130, 140 of all pole pieces 11, 12, 13, 14 with their same shape. The first and second pole pieces 11, 12 and the third and fourth pole pieces 13, 14 of the first and second pole pairs 16, 17 are located on both sides of the axis and in order to ensure the same magnetic flux path for both pole pieces 11 and 12, 13, 14 of each pole pair 16, 17.
Budicí cívka 2 je napájena střídavým proudem konstantní amplitudy. Ve snímacích cívkách 3, 4 se indukuje napětí úměrné velikosti magnetického toku. Součet vodivostí prvního a druhého pólového nástavce 11, 12 a třetího a čtvrtého pólového nástavce 13, 14 se nemění, mění se pouze rozdělení magnetického toku v nich. Vzhledem k fázovým posunům všech pólových nástavců 11, 12, 13, 14 se v první snímací cívce 3 indukuje napětí uy = U sin ω t . sin x -—τζ a na druhé snímací cívce 4 napětí u3 = U sin ω t . cos x ----τζThe excitation coil 2 is supplied with alternating current of constant amplitude. A voltage proportional to the magnitude of the magnetic flux is induced in the sensing coils 3, 4. The sum of the conductivities of the first and second pole pieces 11, 12 and the third and fourth pole pieces 13, 14 does not change, only the distribution of the magnetic flux in them changes. Due to the phase shifts of all pole pieces 11, 12, 13, 14, a voltage uy = U sin ω t is induced in the first sensing coil 3. sin x -—τ ζ and on the second sensing coil 4 the voltage u 3 = U sin ω t. cos x ---- τ ζ
Vyhodnocením těchto napětí získáváme údaj o okamžité vzájemné poloze pevné a pohyblivé části motoru, ze které lze určit i hodnotu zátěžného úhlu.By evaluating these voltages, we obtain an indication of the instantaneous relative position of the fixed and moving parts of the motor, from which the value of the loading angle can be determined.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS845543A CS240236B1 (en) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | Position sensor, especially for stepper motors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS845543A CS240236B1 (en) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | Position sensor, especially for stepper motors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS554384A1 CS554384A1 (en) | 1985-05-15 |
CS240236B1 true CS240236B1 (en) | 1986-02-13 |
Family
ID=5400540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS845543A CS240236B1 (en) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | Position sensor, especially for stepper motors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS240236B1 (en) |
-
1984
- 1984-07-18 CS CS845543A patent/CS240236B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS554384A1 (en) | 1985-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10837848B2 (en) | Ultra-thin combined inductive torque and angle sensor for steering wheel position sensing | |
EP0114404B1 (en) | Improved magnetic sensing for monitors and controllers | |
JPH0464007B2 (en) | ||
GB2235783A (en) | Linear motor with speed and/or position sensor | |
KR20100109568A (en) | Current detector and voltmeter using the same | |
US4705971A (en) | Linear resolver | |
EP0514176A2 (en) | Rotary pulse motor | |
EP1014041B1 (en) | Inductive position transducer having high accuracy and reduced offset | |
US7005771B2 (en) | Variable reluctance resolver | |
US3178696A (en) | Position transducers | |
CS240236B1 (en) | Position sensor, especially for stepper motors | |
JPS63271112A (en) | Position detecting device | |
US3628145A (en) | Inductive apparatus for indicating mechanical positions and/or measuring linear positional changes | |
JPS5720166A (en) | Position detector for linear pulse motor | |
JP7594313B2 (en) | Position Measuring Device | |
SU811069A1 (en) | Transformer-type linear displacement transducer | |
JP3030651B2 (en) | Linear position detector | |
JP3592835B2 (en) | Linear position detector | |
RU2023234C1 (en) | Linear movement induction pickup | |
GB2071337A (en) | Position encoder using bistable magnetic elements | |
SU1516747A1 (en) | Induction-transformer of linear movements | |
SU488138A2 (en) | Linear speed sensor | |
US701937A (en) | Indicating instrument. | |
JPH0458881B2 (en) | ||
JPS56157810A (en) | Position detector |