RU1768951C - Digital angle-of-turn transducer - Google Patents

Digital angle-of-turn transducer

Info

Publication number
RU1768951C
RU1768951C SU904810675A SU4810675A RU1768951C RU 1768951 C RU1768951 C RU 1768951C SU 904810675 A SU904810675 A SU 904810675A SU 4810675 A SU4810675 A SU 4810675A RU 1768951 C RU1768951 C RU 1768951C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
hub
angular distance
concentrator
angle
Prior art date
Application number
SU904810675A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Григорьевич Шепелевич
Original Assignee
Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина filed Critical Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина
Priority to SU904810675A priority Critical patent/RU1768951C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1768951C publication Critical patent/RU1768951C/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и имеет целью повышение точности дискретного преобразовател  угла поворота за счет уменьшени  вли ни  на результат измерений осевых смещений ротора 1, св зываемого в процессе измерений с объектом контрол . Преобразователь содержит магнитную систему, выполненную в виде С-образного магнитопровода 3, на котором закреплены посто нные магниты 4, П-образный концентратор 5 и элемент 6 Холла, размещенный на среднем стержне концентратора 5, и ротор 1 с ферромагнитными вставками 2, равномерно расположенными по его окружности При этом угловое рассто ние между вставками равно угловому рассто нию между центральным л боковыми выступами концентратора 5, торцы которых ограничены участками боковой поверхности кольца, имеющего средний радиус , равный радиусу окружности, по которой размещены вставки 2. При таком соотношении размеров преобразовател  в его выходном сигнале имеетс  уровень, не завис щий от осевых смещений ротора 5 ил СО СThe invention relates to measuring technique and is aimed at improving the accuracy of a discrete angle-of-rotation transducer by reducing the effect on the measurement result of the axial displacements of the rotor 1, which is connected with the test object during the measurement process. The transducer contains a magnetic system made in the form of a C-shaped magnetic core 3, on which permanent magnets 4 are fixed, a U-shaped hub 5 and a Hall element 6 located on the middle shaft of the hub 5, and a rotor 1 with ferromagnetic inserts 2 evenly spaced its circumference. In this case, the angular distance between the inserts is equal to the angular distance between the central and lateral protrusions of the hub 5, the ends of which are bounded by portions of the side surface of the ring having an average radius equal to The radius of the circle along which are arranged the insert 2. In this size ratio of the converter output signal in its level there, are independent of conductive axial displacement of the rotor 5 yl CO C

Description

/,/,

7 - /7 - /

ОABOUT

/ -5/ -5

zzzzzzzz

оabout

О ABOUT

XIXi

оabout

0000

ю елy eat

IFIF

-J-J

JJ

#. «. 2#. ". 2

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, может быть использовано в автоматике, робототехнике и машиностроении.FIELD OF THE INVENTION This invention relates to measuring and control equipment, and can be used in automation, robotics, and mechanical engineering.

Известен преобразователь угла поворота , который состоит из ротора, посто нного магнита и преобразовател  Холла. Ротор содержит отверсти , центры которых располагаютс  по окружности и на одинаковом рассто нии друг от друга. С одной стороны расположен посто нный магнит, а с другой - преобразователь Холла. К недостаткам этого преобразовател  следует отнести возникновение вихревых токов в ферромагнитном роторе и значительных рассеивающих магнитных потоков, а также то, что погрешность определени  дискретного угла поворота , значительно зависит от осевых смещений ротора, что и  вл етс  его недостатком .A rotation angle converter is known which consists of a rotor, a permanent magnet and a Hall converter. The rotor comprises openings whose centers are located around the circumference and at the same distance from each other. A permanent magnet is located on one side, and a Hall converter on the other. The disadvantages of this transducer include the occurrence of eddy currents in the ferromagnetic rotor and significant scattering magnetic fluxes, as well as the fact that the error in determining the discrete rotation angle depends significantly on the axial displacements of the rotor, which is its disadvantage.

Наиболее близкими к данному изобретению  вл етс  дискретный преобразователь угла поворота, который содержит С-образный магнитопровод размещенные на его концах один напротив другого посто нный магнит и концентратор магнитного пол , закрепленный на концентраторе элемент Холла и установленный в зазоре между магнитом и концентратором дисковой ротор , выполненный из немагнитного материала и имеющий равномерно размещенные по его окружности сквозные отверсти  с заполн ющими их ферромагнитными вставками , Недостатком данного преобразовател   вл етс  значительна  погрешность измерени  дискретного угла поворота вследствие случайных осевых смещений ротора .Closest to this invention is a discrete angle transducer, which contains a C-shaped magnetic core placed at its ends one opposite the other, a permanent magnet and a magnetic field concentrator, a Hall element mounted on the hub and installed in the gap between the magnet and the hub, a disk rotor made of non-magnetic material and having through holes evenly spaced along its circumference with ferromagnetic inserts filling them, The disadvantage of this transformation The spindle angle is a significant error in the measurement of the discrete angle of rotation due to random axial displacements of the rotor.

Цель изобретени  - повышение точности дискретного преобразовател  угла поворота .The purpose of the invention is to improve the accuracy of a discrete angle transducer.

Это достигаетс  тем, что в преобразователе угла поворота, содержащем С-образный магнитопровод, размещенные на его концах один напротив другого посто нный магнит и концентратор магнитного пол , закрепленный на концентраторе элемент Холла и установленный в зазоре между магнитом и концентратором дисковый ротор , выполненный из немагнитного материала и имеющий равномерно размещенные по его окружности сквозные отверсти  с заполн ющими их ферромагнитными вставками, а концентратор магнитного пол  выполнен в виде Ш-образного магнито- провода, выступы которого ограничены участками боковой поверхности кольца, имеющего средний радиус, равный радиусу окружности, по которой размещены отверсти  на роторе, элемент Холла закреплен наThis is achieved by the fact that in the angle-angle transducer containing a C-shaped magnetic core, a permanent magnet and a magnetic field concentrator are placed at its ends opposite one another, a Hall element is mounted on the concentrator and a disk rotor made of non-magnetic mounted in the gap between the magnet and the concentrator material and having through holes evenly spaced along its circumference with ferromagnetic inserts filling them, and the magnetic field concentrator is made in the form of a W-shaped magnetic ode, the protrusions are limited portions of the side surface of the ring having a mean radius equal to the radius of the circle on which the openings are arranged on the rotor, the Hall element fixed to

среднем выступе концентратора, а угловое рассто ние между ферромагнитными вставками в отверсти х ротора равно угловому рассто нию между боковыми выступамиthe middle protrusion of the concentrator, and the angular distance between the ferromagnetic inserts in the holes of the rotor is equal to the angular distance between the lateral protrusions

концентратора.hub.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З и 4-две проекции Ш-образного концентратора; на фиг.5 - графики зависимости выход0 ного сигнала преобразовател  Холла от угла поворота при отсутствии осевых смещений ротора (крива  1) и при осевых смещени х ротора противоположного знака (кривые 2,3).Figure 1 shows a diagram of a device; figure 2 is a section aa in figure 1; on figs and 4-two projections of the W-shaped hub; Fig. 5 is a graph of the dependence of the output signal of the Hall converter on the rotation angle in the absence of axial displacements of the rotor (curve 1) and with axial displacements of the rotor of the opposite sign (curves 2,3).

5 Дискретный преобразователь угла поворота включает ротор 1 из немагнитного и неэлектропроводного материала, содержащий ферромагнитные вставки 2 С-образный магнитопровод 3 с двум  посто нными маг-.5 The discrete angle-of-rotation converter includes a rotor 1 of non-magnetic and non-conductive material containing ferromagnetic inserts 2 a C-shaped magnetic core 3 with two constant magnetic

0 нитами 4, Ш-образный концентратор 5, на среднем выступе которого расположен преобразователь Холла 6. Посто нные магниты 4 ориентируютс  направлени ми намагничивани  параллельно друг другу и парал5 лельно оси вращени  ротора. Центры выступов концентратора 5 и ферромагнитных вставок 2 ротора 1 располагаютс  на окружности одного радиуса. Центры окружностей располагаютс  на одной пр мой, ко0 тора  перпендикул рна плоскост м, содержащих их.0 filaments 4, a W-shaped concentrator 5, on the middle protrusion of which a Hall transducer 6 is located. Permanent magnets 4 are oriented in the directions of magnetization parallel to each other and parallel to the axis of rotation of the rotor. The centers of the protrusions of the hub 5 and the ferromagnetic inserts 2 of the rotor 1 are located on a circle of the same radius. The centers of the circles are located on one straight line, which is perpendicular to the planes containing them.

Дискретный преобразователь угла поворота работает следующим образом. При вращении ротора происходит периодиче5 ское изменение магнитного потока, проход щего через средний выступ Ш-образного концентратора 5, Следовательно наблюдаетс  периодическа  зависимость выходного сигнала U преобразовател  Холла 6 от углаDiscrete angle transducer operates as follows. When the rotor rotates, there is a periodic change in the magnetic flux passing through the middle protrusion of the W-shaped concentrator 5. Consequently, a periodic dependence of the output signal U of the Hall transducer 6 on the angle

0 поворота р , представленна  на фиг.5 (крива  1). Максимумы в зависимости U (р) наблюдаютс  при расположении ферромагнитных вставок 2 против среднего выступа концентратора 5. По сигналу U, равному Uc,0 p rotation, shown in Fig.5 (curve 1). The maxima in the dependence U (p) are observed when the ferromagnetic inserts 2 are located against the middle protrusion of the concentrator 5. According to the signal U equal to Uc,

5 определ етс  угол поворота. Величина напр жени  срабатывани  Uc выбираетс  такой , чтобы угол поворота ро , на котором U Uc, равен углу поворота, на котором U Uc. Величина угла поворота равна5, the rotation angle is determined. The operating voltage Uc is selected such that the angle of rotation po at which U Uc is equal to the angle of rotation at which U Uc. The angle of rotation is

0п ,0p

ро - (п - число ферромагнитных вставокro - (n is the number of ferromagnetic inserts

2). Величина максимумов зависимости U р определ етс  величиной зазора между концентратором 5 и ротором 1, котора  может 5 измен тьс  из-за случайных осевых смещений ротора. Благодар  тому, что угловое рассто ние между ферромагнитными вставками 2 равно угловому рассто нию между боковыми выступами концентратора, при увеличении зазора максимумы понижаютс ,2). The magnitude of the maxima of the dependence U p is determined by the gap between the concentrator 5 and the rotor 1, which can change 5 due to random axial displacements of the rotor. Due to the fact that the angular distance between the ferromagnetic inserts 2 is equal to the angular distance between the side protrusions of the concentrator, the maxima decrease with an increase in the gap.

а минимумы повышаютс , как видно из фиг.5 (крива  2). И наоборот, если зазор уменьшаетс , то максимумы увеличиваютс , а минимумы уменьшаютс  (крива  3 на фиг.5). При этом кривые 1,2 и 3 пересекаютс  в точках, соответствующих угла р0, 2 р0, 3 (р0 и т.д., и напр жению срабатывани  Uc. Таким образом, за счет использовани  Ш-образного концентратора, у которого центры выступов и центры ферромагнитных вставок в роторе расположены на окружности одного радиуса, и того, что угловое рассто ние между ферромагнитными вставками совпадает с угловым рассто нием между боковыми выступами концентратора , повышаетс  точность измерени  угла поворота.and the minima increase, as can be seen from Fig. 5 (curve 2). Conversely, if the clearance decreases, the maxima increase and the minima decrease (curve 3 in Fig. 5). In this case, curves 1,2 and 3 intersect at points corresponding to the angle p0, 2 p0, 3 (p0, etc., and the operating voltage Uc. Thus, due to the use of a U-shaped hub, in which the centers of the protrusions and the centers of the ferromagnetic inserts in the rotor are located on a circle of the same radius, and the fact that the angular distance between the ferromagnetic inserts coincides with the angular distance between the side protrusions of the hub increases the accuracy of measuring the angle of rotation.

Claims (1)

Формула изобретени  Дискретный преобразователь угла поворота , содержащий Ообразный магнито- провод, размещенные на его концах одинSUMMARY OF THE INVENTION A discrete angle-of-angle transducer comprising a magnet-shaped conductor, one at its ends Риг.зRiga отfrom Фиг.4О4O 00 55 00 напротив другого посто нный магнит и конденсатор магнитного пол , закрепленный на концентраторе элемент Холла и установленный в зазоре между магнитом и концентратором дисковый ротор, выполненный из немагнитного материала и имеющий равномерно размещенные по его окружности сквозные отверсти  с заполн ющими их ферромагнитными вставками, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, концентратор магнитного пол  выполнен в виде Ш-образного магнитопро- вода, торцы выступов которого ограничены участками боковой поверхности кольца, имеющего средний радиус, равный радиусу окружности, по которой размещены отверсти  на роторе, элемент Холла закреплен на среднем выступе концентратора, а угловое рассто ние между ферромагнитными вставками в отверсти х ротора равно угловому рассто нию между боковыми выступами концентратора.opposite to the other, a permanent magnet and a magnetic field capacitor, a Hall element fixed to the hub and installed in the gap between the magnet and the hub, a disk rotor made of non-magnetic material and having through holes evenly spaced along its circumference with ferromagnetic inserts filling them, characterized in that , in order to improve accuracy, the magnetic field concentrator is made in the form of a U-shaped magnetic conductor, the ends of the protrusions of which are limited by the sections of the side surface of the ring, Commercially median radius equal to the radius of the circle on which the openings are arranged on the rotor, the Hall element is mounted on the middle protrusion concentrator, and the angular distance between the ferromagnetic inserts in the openings of the rotor equal to the angular distance between the side protrusions concentrator. фиг.1 figure 1 Уо2% 3% УY2% 3% Y Фиг. 5FIG. 5
SU904810675A 1990-04-04 1990-04-04 Digital angle-of-turn transducer RU1768951C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904810675A RU1768951C (en) 1990-04-04 1990-04-04 Digital angle-of-turn transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904810675A RU1768951C (en) 1990-04-04 1990-04-04 Digital angle-of-turn transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1768951C true RU1768951C (en) 1992-10-15

Family

ID=21506359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904810675A RU1768951C (en) 1990-04-04 1990-04-04 Digital angle-of-turn transducer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1768951C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент GB № 1353606, G 01 РЗ/48, 1974 г Шепелевич В Г. и др., Преобразователь угла поворота и частоты вращени , Депо- нир. в ВИНИТИ № 3051-В 88, 1988 - прототип *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0215454B1 (en) Position detecting apparatus utilizing a magnetic sensor
EP0212662B1 (en) Absolute rotational position detection device
US5041785A (en) Device for measuring a relative displacement of two objects, including a magnetic scale and two mutually perpendicular magnetic sensors which produce two independent phase displaced signals
US6229299B1 (en) System and method for computing the angular velocity and direction of a rotational body
US6163147A (en) Position and speed sensors for a rotating shaft
US4416161A (en) Method and apparatus for measuring torque
US9587963B2 (en) Brushless linear rotary transformer
US3810136A (en) Digital position sensor
US4445103A (en) Rotary differential transformer with constant amplitude and variable phase output
US4791365A (en) Position responsive control signal generator having relatively movable sensor and magnetic flux concentrators
US5606254A (en) Rotation sensor employing coil wound on assembly of a core interposed between two magnets
JPS6179105A (en) Diametral displacement magnetic detector for rotor
EP0080059B1 (en) Eddy current responsive hall effect device tachometer
US3878718A (en) Turbine-type flowmeter
Lemarquand et al. Annular magnet position sensor
RU1768951C (en) Digital angle-of-turn transducer
US3742340A (en) Inductive angle position transducer
JPH11233338A (en) Multipolar magnetic ping
JPS6031005A (en) Detector of position of rotary angle
KR20000070595A (en) Metering device for contactless determination of a rotation
Lemarquand et al. Magnetic differential torque sensor
EP0391160B1 (en) Variable reluctance sensor for detecting the rate of rotary or linear movement
EP0067226A1 (en) D.c. generator type non-contact speed sensing device
JPH037765Y2 (en)
JPS5896252A (en) Electromagnetic type sensor