RU17985U1

RU17985U1 - DEVICE FOR CONTACTLESS SHAFT ANGLE MEASUREMENT

Info

Publication number: RU17985U1
Application number: RU2001100921/20U
Authority: RU
Inventors: В.П. Дмитриев; В.А. Мельников; Г.В. Моджеевский; Т.Д. Васильева
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2001-05-10

Description

Полезная, моддль относится к автомобилестроению, а именно к рулевым приводам в качестве устройства для бесконтактного измерения крутящего момента рулевого вала в системе управления электромеханическим усилителем руля.Useful, the modl relates to the automotive industry, namely to steering drives as a device for non-contact measurement of the torque of the steering shaft in the control system of an electromechanical power steering.

1Известно устройство для бесконтактного измерения крутящего момента вращающегося вала, содержащего корпус, внутри которого размещены каркас катушек индуктивности с обмоткаьш и торсионный вал с установленными на нем подшипниками. На валу закреплена центральная двусторонняя зубчатая втулка и боковые односторонние зубчатые втулки, а на концах вала установлены экраны с выполненными в них окнами, простираюшдеся в зазоре между втулками1 A device is known for non-contact measurement of the torque of a rotating shaft containing a housing, inside of which there is a frame of inductors with winding and a torsion shaft with bearings mounted on it. A central two-sided gear sleeve and side one-sided gear sleeves are fixed on the shaft, and screens with windows made in them are installed at the ends of the shaft, extending in the gap between the bushings

и катушками индуктивности. Боковые втулки выполнены из чередующихся слоев материала. с различной магнитной проницаемостью, причем количество слоев соответствует числу окон С13.and inductors. Side bushes are made of alternating layers of material. with different magnetic permeability, and the number of layers corresponds to the number of windows C13.

Известно Устройство для бесконтактного измерения крутящего момента вала, взятое за прототип, и содержащее торсионный вал, элетропроводяшие экраны с перфорированными в них окнами и корпус, внутри которого размещен каркас катушек индурсй-ивности с обмотками, где экраны установлены у обращенных друг к другу торцов частей контролируемого вала, соединенньлс торсионным валом, причем один экран охватьшает другой, окна в первом экране выполнены в два ряда со смещением, а во втором экране окна выполнены в один ряд, захватывающий по ширине оба ряда окон первого экрана, причем корпус устройства установлен концентричноA device for non-contact measurement of the torque of a shaft, taken as a prototype, and containing a torsion shaft, electrically conductive screens with perforated windows in them and a housing inside which there is a frame of induction coils with windings, where the screens are installed at the ends of the parts of the controlled shaft connected by a torsion shaft, with one screen covering the other, the windows in the first screen are made in two rows with an offset, and in the second screen the windows are made in one row, capturing both rows in width and the windows of the first screen, and the device is mounted concentrically

контролируемому валу, а обмотки катушек включены в мостовую измерительную цепь переменного тока.controlled shaft, and coil windings are included in the bridge measuring circuit of alternating current.

, Однако, как в первом, так и во втором случаях в предлагаемых технических решениях чувствительность невелика, следовательно, невысока и точность измерения.However, in both the first and second cases, in the proposed technical solutions, the sensitivity is low, therefore, the measurement accuracy is also low.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения с одновременным упрощением конструкции устройства.The aim of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurement while simplifying the design of the device.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для бесконтактного измерения угла поворота вала, содерл{аш.ее вал, электропроводяшяе экраны, выполненные из электропроводящего материала с перфорированными в них окнами, и корпуса, внутри которого размещен каркас катушек с обмотками индуктивности, включенными в мостовую измерительную схему, решается тем, что устройство снаблюно одним электопроводящим экраном, размещенным симметрично катушкам индуктивности и выполненным с косыми окнами, причем экран неподвижно закреплен- на внешнем диаметре экранной втулки, соединенной посре ством внуттенней резьбы с втулкой, размещенной неподвижно на контролируемом валу, причем экранная втулка имеет в своей ередней.Части отверстие с прямоугольными выемками, внутри которой размещены направляющие колонки с пружинами, а каркас катушек индуктивнобти с торцов закрыт крышками, которые своими внутренними поверхностями удерживают направляющие колонки и пружийы.This goal is achieved by the fact that the proposed device for non-contact measurement of the angle of rotation of the shaft, contains {your shaft, electrically conductive screens made of electrically conductive material with perforated windows in them, and a housing inside which there is a frame of coils with inductance windings included in the bridge measuring circuit, it is decided that the device is equipped with one electrically conductive screen placed symmetrically to the inductors and made with oblique windows, and the screen is fixedly fixed on the outer diameter of the shield sleeve, connected by means of an internal thread to the sleeve, which is fixedly mounted on the controlled shaft, the shield sleeve being in its front. Parts have a hole with rectangular recesses, inside which guide columns with springs are placed, and the frame of the inductance coils from the ends is closed by covers which hold guide columns and springs with their internal surfaces.

На фиг. 1 изображен продольный разрез-устройства.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a device.

На фиг. 2 дана развертка экрана.In FIG. 2 is given a screen scan.

На фиг.З представлена схема включения катушек индуктивности. . Устройство для бесконтактного измерения угла поворота вала содержит каркас 1 катушек индуктивносГи с обмотками 2. На торцах каркаса закреплены крышки 3, в которых размещаются направляюш е колонки 4 и пружины 5. Внутри каркаса находится экран 6, который неподвижно прикреплен к экранной втулке 7, которая посредством внутренней резьбы соединена с втулкой 8, -которая неподвижно установлена на вал 9. На фиг. 2 изображается развертка экрана 6. На фиг. 3 представлена мостовая электрическая схема включения катушек индуктивности 2. Устройство работает следующим образом, фи отсутствии вра- щения вала 9 напротив каждого косого окна экрана б симметрично расположены катушки индуктивности с обмотками 2 каркаса 1. фи этом индуктивности катушек одинаковы и мостовая измерительная цепь переменного тока фиг. 3 находится в состоянии баланса. При вращении вала 9 посредством закрепленной на нем резьбовой втулки 8 косые окна экрана 6 смеш|аются, просвет окна под одной катушкой увеличивается, а под другой уменьшается, индуктивности катушек изменяются в противоположных направлениях, что приводит к разбалансу мостовой измерительной цепи переменного тока и генерации сигнала выходного напряжения, величина которого пропорциональна углу поворота вала 9. В случае приложения к контролируемому валу 9 крутящего момента противоположного напдавления втулка 7 с закрепленным на ней экраном б сместится в другую сторону, измерительная цепь разбалансируется и выходной . сигнал окажется сдвинутым по фазе на 180 электрических градусов. Таким образом, определяется направление и величина угла поворота вала, а колонки 4 ,:служат для направления движения втулки 7, при этом пружины 5 взвешивают втулку, не давая ейIn Fig.3 presents a diagram of the inclusion of inductors. . A device for non-contact measurement of the angle of rotation of the shaft contains a frame 1 of inductance coils with windings 2. At the ends of the frame are fixed covers 3 in which the guide columns 4 and springs 5 are placed. Inside the frame there is a screen 6, which is fixedly attached to the screen sleeve 7, which internal thread is connected to the sleeve 8, which is fixedly mounted on the shaft 9. In FIG. 2 depicts a scan of screen 6. In FIG. 3 shows a bridge circuit for switching on inductance coils 2. The device operates as follows, if there is no rotation of the shaft 9 opposite each oblique window of the screen, inductance coils with windings 2 of the frame 1 are symmetrically located. This coil inductance is the same and the bridge measuring AC circuit . 3 is in balance. When the shaft 9 is rotated by means of a threaded sleeve 8 fixed on it, the oblique windows of the screen 6 are mixed, the window clearance under one coil increases and decreases under the other, the inductances of the coils change in opposite directions, which leads to an imbalance of the bridge measuring AC circuit and signal generation output voltage, the value of which is proportional to the angle of rotation of the shaft 9. In the case of applying to the controlled shaft 9 the torque of the opposite pressure, the sleeve 7 with the screen b mounted on it will shift to the other side, the measuring circuit will be unbalanced and the output. the signal will be phase shifted by 180 electrical degrees. Thus, the direction and value of the angle of rotation of the shaft is determined, and columns 4,: serve to guide the movement of the sleeve 7, while the springs 5 weigh the sleeve, without giving it

Проведенные испытания в цаучно-производственном концерне С объединении) Энергия, г. Воронеж дали положительный результат., .Tests conducted in the research and production concern C association) Energy, Voronezh yielded a positive result.,.

Использование в .производстве предлагаемого технического решения позволило на 10-15 % повысить его чувствительность и упростить конструкцию за счет исключения ряда конструктивных элементов по сравнениюс прототипом.The use of the proposed technical solution in the production made it possible to increase its sensitivity by 10-15% and simplify the design by eliminating a number of structural elements in comparison with the prototype.

- 4 Формула полезной модели- 4 Formula utility model

1.Устройство для бесконтактного измерения утла поворота вала, содержащее вал, электропроводящие экраны с перфорированными в них окнами и корпус, внутри которого размещен каркас1. A device for non-contact measurement of the angle of rotation of the shaft, comprising a shaft, electrically conductive screens with perforated windows in them and a housing inside which the frame is placed

.катущек с обмотками индуктивности, включенными в мостовую измерительную схему, отличающееся тем, что устройство снабжено одним электропроводяпщм экраном, выполненным с косыми окнами и неподвижно закрепленном на внещнем диаметре экранной втулки, соединенной посредством внутренней резьбы с втулкой, установленной неподвижно на контролируемом валу, причем экранная втулка снабжена отверстием, в котором размещены направлякшще колонки с пружинами.of coils with inductance windings included in a bridge measuring circuit, characterized in that the device is provided with one electrically conductive screen made with oblique windows and fixedly mounted on the external diameter of the screen sleeve connected by means of an internal thread to the sleeve fixedly mounted on the controlled shaft, the screen the sleeve is provided with an opening in which the columns with springs are placed.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каркас катушек индуктивности -С торцов закрыт крышками.2. The device according to p. 1, characterized in that the frame of the inductors -C ends closed by covers.

, Источники информации:, Sources of information:

1.А.с. N1781566, ЕЙ. N35 от 15.12.1992 г. 2. Штент N2149368, Б. И. N14 от 20.05.2000 г.1.A.S. N1781566, HER. N35 dated 12.15.1992. 2. Stent N2149368, B. I. N14 dated 05.20.2000.

Claims

1. A device for non-contact measurement of the angle of rotation of the shaft, comprising a shaft, electrically conductive screens with perforated windows in them, and a housing inside which there is a frame of coils with inductance windings included in a bridge measurement circuit, characterized in that the device is equipped with one electrically conductive screen made with oblique windows and fixed on the outer diameter of the screen sleeve, connected by internal thread to a sleeve mounted motionless on the controlled shaft, and the screen The second sleeve is provided with an opening in which guide columns with springs are placed.

2. The device according to claim 1, characterized in that the frame of the inductors from the ends is closed by covers.