SU1310623A2

SU1310623A2 - Two-channel contactless transducer of angular shifts

Info

Publication number: SU1310623A2
Application number: SU853954302A
Authority: SU
Inventors: Олег Тимофеевич Григорьев; Борис Петрович Леонов; Андрей Иванович Милюков
Original assignee: Предприятие П/Я В-8624
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-05-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, позвол ет измер ть угловые перемещени валов различных объектов и вл етс усоверцгенствованием изобретени по авт. св. № 894347. Цель изобретени - повышение точности измерени угловых перемещений двухканального бесконтактного датчика угловых перемещений путем устранени погрещностей, обусловленных неортогональностью расположени и неравенством параметров квадратурных обмоток, размещенных на пакетах магнитопровода его ротора. Датчик содержит корпус 1, состо щий из двух частей, имеющих возможность фиксированного углового поворота одной части относительно другой дл компенсации технологической погрешности расположени обмоток 9-20 датчика, образующих три группы обмоток с числом пар полюсов п в двух группах и n-j-l в третьей группе. Обмотки ротора в обеих част х корпуса соединены между собой таким образом, чтобы с помощью комплексных сопротивлений , подключенных к ним, обеспечить компенсацию неодинаковости электрических параметров квадратурных обмоток датчика. При работе датчика на его обмотках 17.18 по вл етс ЭДС, вл юща с гармонической функцией угла а поворота ротора, а на обмотках 19 и 20 - ЭДС, вл юща с функцией угла 2па. 2 ил. сл оо N)The invention relates to a measurement technique, allows the measurement of the angular movements of the shafts of various objects and is an improvement of the invention according to the author. St. No. 894347. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the angular displacements of a two-channel non-contact angular displacement sensor by eliminating faults caused by the non-orthogonal arrangement and inequality of quadrature winding parameters placed on the packages of its rotor magnetic circuit. The sensor comprises a housing 1 consisting of two parts, having the possibility of a fixed angular rotation of one part relative to the other to compensate for the technological error in the location of the sensor windings 9-20, forming three groups of windings with the number of pole pairs n in two groups and n-j-l in the third group. The rotor windings in both parts of the housing are interconnected in such a way that with the help of complex resistances connected to them, to provide compensation for differences in the electrical parameters of the quadrature sensor windings. When the sensor is working, its EMF appears on its windings 17.18, which is a harmonic function of the rotor rotation angle а, and on the windings 19 and 20, an EMF, which is a function of 2pa. 2 Il. sl oo N)

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, позвол ет измер ть угловые перемещени валов различных объектов и вл)- етс усовершенствованием изобретени по авт. св. № 894347.The invention relates to a measurement technique, allows the measurement of the angular displacement of shafts of various objects, and the improvement of the invention according to the author. St. No. 894347.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени угловых перемещений путем устранени погрешностей, обусловленных неортогональностью расположени и неравенством параметров квадратурных обПредлагаемый датчик работает следующим образом.The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement of angular displacements by eliminating errors due to non-orthogonal arrangement and inequality of quadrature parameters. The proposed sensor works as follows.

При подаче напр жени на одну из обмоток, например 9, расположенную на с части 2 корпуса 1 (концы соответствующей квадратурной обмотки 10 должны быть замкнуты), на обмотках И и 12 ротора индуцируютс ЭДС: ЕП 4 inna; Е|2 VmCosna,(ГWhen voltage is applied to one of the windings, for example, 9, located on the part 2 of the housing 1 (the ends of the corresponding quadrature winding 10 must be closed), EMF is induced on the windings And and 12 of the rotor: EP 4 inna; E | 2 VmCosna, (Y

моток, размещенных на пакетах магнито- Ю где Vm - амплитудное значение наведеннойa coil placed on packets of a magnet Yu, where Vm is the amplitude value of the induced

ЭДС;EMF;

провода ротора.rotor wires.

На фиг. 1 представлен датчик, общий вид; на фиг. 2 - электрическа схема соединений обмоток датчика.FIG. 1 shows the sensor, a general view; in fig. 2 is an electrical connection diagram of the sensor windings.

Двухканальный бесконтактный датчик угловых перемещений содержит корпус 1, состо щий из двух частей 2 и 3, имеющих возможность фиксированного углового поворота одной части относительно другой. В част х 2 и 3 ротора 1 размещены, соответственно , пакеты 4 и 5 магнитопровода 20 статора. На валу 6 ротора установлены пакеты 7 и 8 магнитопровода ротора. На пакете 4 магнитопровода статора и пакете 7 магнитопровода ротора размещена перва группа квадратурных (сдвинутых на 90 эл. град) обмоток 9, 10 и 11, 12 соответ- 25 ственно с числом «п пар полюсов кажда . На пакете 8 магнитопровода ротора размещены квадратурные обмотки 13, 14 и 15, 16 второй и третьей групп обмоток датчика . На пакете 5 магнитопровода статора размещены квадратурные обмотки 17, 18 и 19, 20 тех же групп обмоток датчика (второй и третьей). При этом обмотки 13 и 14 так же, как и обмотки 17, 18, имеют «п±1 пар полюсов, а число «гп пар полюсовThe two-channel contactless angular displacement sensor comprises a housing 1 consisting of two parts 2 and 3, having the possibility of a fixed angular rotation of one part relative to the other. In parts 2 and 3 of the rotor 1, packages 4 and 5 of the magnetic circuit 20 of the stator are placed, respectively. On the shaft 6 of the rotor installed packages 7 and 8 of the magnetic rotor. On package 4 of the stator magnetic circuit and package 7 of the rotor magnetic circuit, there is a first group of quadrature (shifted by 90 e. Degrees) windings 9, 10 and 11, 12, respectively, with the number of “n pairs of poles each. On the package 8 of the rotor magnetic core placed quadrature windings 13, 14 and 15, 16 of the second and third groups of sensor windings. On the package 5 of the stator magnetic circuit placed quadrature windings 17, 18 and 19, 20 of the same groups of sensor windings (second and third). In this case, the windings 13 and 14, as well as the windings 17, 18, have “n ± 1 pairs of poles, and the number“ gp pairs of poles

ЭДС;EMF;

а - угол поворота ротора; п-число пар полюсов обмоток 9, 10, 11, 12, образующих первую группу обмоток датчика.and - the angle of rotation of the rotor; n is the number of pole pairs of windings 9, 10, 11, 12, forming the first group of sensor windings.

Под действием ЭДС Ец и Е|2 в обмотках 13, 15 и 14, 16 текут токи. Токи в обмотках 13 и 14 с числом пар полюсов «п±1 благодар их согласованному включению индуцируют в обмотках 17 и 18, расположенных в части 3 статора и имеющих такое же число пар полюсов «а±1, ЭДС Ei и Eis, равныеUnder the action of EMF, Ец and Е | 2 in the windings 13, 15 and 14, 16 currents flow. The currents in the windings 13 and 14 with the number of pairs of poles "n ± 1, due to their consistent inclusion, are induced in windings 17 and 18, located in part 3 of the stator and having the same number of pole pairs" a ± 1, EMF Ei and Eis, equal to

Е|7 V«Sin(a+ao) + AV; E,8 /cos(a+ao) + AV,(2)Е | 7 V «Sin (a + ao) + AV; E, 8 / cos (a + ao) + AV, (2)

где ао - углова погрешность, определ ема неточностью установки частей 2 и 3 корпуса 1; AV-погрешность выходной ЭДС, определ ема неравенством комплексных сопротивлений пар квадратурных обмоток датчика.where ao is the angular error, determined by the inaccuracy of installation of parts 2 and 3 of housing 1; AV error of the output emf, determined by the inequality of the complex resistance of the quadrature winding pairs of the sensor.

Токи, протекающие в обмотках 15 и 16, число пар полюсов которых равно «п, за счет их встречного включени , индуцируют в обмотках 19 и 20, расположенных в час- ,г , ,п 3 статора и имеющих такое же число,The currents flowing in the windings 15 and 16, the number of pairs of poles of which is equal to "n, due to their counter-switching, are induced in the windings 19 and 20, located in the frequency, g, n 3 stator and having the same number,

обмоток 15, 16, 19 и 20 выполнено равнымполюсов, равное п, ЭДС E.g и Его,windings 15, 16, 19 and 20 are equal to the poles, equal to n, EMF E.g and His,

величине «п числа пар полюсов обмоток соответственноthe value of "n the number of pairs of poles of the windings, respectively

Ei9 V;. sin (2na+ao) -f AV; E20 Vn cos (2na+ao) -+-AV. Поворачива часть 2 корпусаEi9 V; sin (2na + ao) -f AV; E20 Vn cos (2na + ao) - + - AV. Turning the body part 2

первой группы.first group.

Обмотка 11, размещенна на пакете 7 магнитопровода ротора, подключена параллельно обмотке 13, размещенной на пакете 8, и параллельно цепи, состо щей из последовательно соединенных обмотки 15, размещенной на том же пакете, и регулируемого комплексного сопротивлени 21.A winding 11 placed on the package 7 of the rotor magnetic circuit is connected in parallel to the winding 13 placed on the package 8, and in parallel to a circuit consisting of a series-connected winding 15 placed on the same package and an adjustable complex resistance 21.

Обмотка 12, размещенна на пакете 7 ротора, подключена параллельно обмотке 16, размещённой на пакете 8, и параллельно цепи, состо щей из последовательно соединенных обмотки 14, размещенной на том же пакете, и регулируемого комплексного сопротивлени 22. При этом взаимное под40A winding 12 placed on the package 7 of the rotor is connected in parallel to the winding 16 placed on the package 8 and in parallel to a circuit consisting of a series-connected winding 14 placed on the same package and adjustable complex resistance 22. At the same time, the mutual sub40

4545

(3)(3)

относительно части 3 на фиксированную величину, равную величине ко, свод т к минимуму погрещность их установки, а регулировкой величины комплексных сопротивлений 21 и 22 уменьшают погрещность AV выходной ЭДС на соответствующем выходе датчика.with respect to part 3 by a fixed value equal to the value of k, the error of their installation is minimized, and by adjusting the value of the complex resistances 21 and 22, the error of the AV output EMF at the corresponding sensor output is reduced.

Поскольку ЭДС в обмотках 17 и 18 согласно (2) вл ютс гармонической функцией а, то они образуют квадратурные выходы грубого канала. ЭДС в обмотках 19 и 20 согласно (3) вл ютс гармониключение обмоток 13 и 15 к обмотке 50 ческой функцией 2па, т.е. образуют квадра11выполнено в одинаковой пол рности,турные выходы точного канала.Since the EMF in the windings 17 and 18 according to (2) is a harmonic function of a, they form the quadrature outputs of the coarse channel. The EMF in the windings 19 and 20 according to (3) are the harmonic connection of the windings 13 and 15 to the winding 50, a cc 2p function, i.e. form a square made in the same polarity, the exact outputs of the exact channel.

а подключение обмоток 14 и 16 к обмоткеБлагодар некратности пар полюсов вто12осуществлено по встречной пол рностирой и третьей групп обмоток, расположен- (их начал и концов).ных на общих пакетах ротора и статора,And the connection of windings 14 and 16 to the winding Thank you for non-multiplicity of pairs of poles of the second was realized on the opposite polarity and the third group of windings, located - (their beginnings and ends). On the common rotor and stator packages,

отсутствует взаимное вли ние одной груп- Число пар полюсов обмоток 13, 14 и 17, 55 пы обмоток на другую.the mutual influence of one group is absent. The number of pairs of poles of windings 13, 14 and 17, 55 of the windings on the other.

Возможность взаимного углового поворота и фиксации одной части статора относительно другой его части позвол ет ском18 , образующих грубый отсчет, равно «п± Ь а число пар полюсов обмоток 15, 16 и 19, 20 точного отсчета выполнено равным «п.The possibility of reciprocal angular rotation and fixation of one part of the stator relative to the other part allows skom18, forming a rough counting, equal to π ± b and the number of pole pairs of windings 15, 16 and 19, 20 of the exact counting is equal to π.

Предлагаемый датчик работает следующим образом.The proposed sensor works as follows.

где Vm - амплитудное значение наведеннойwhere Vm is the amplitude value of the induced

где Vm - амплитудное значение наведенной where Vm is the amplitude value of the induced

ЭДС;EMF;

00

5five

(3)(3)

Поскольку ЭДС в обмотках 17 и 18 согласно (2) вл ютс гармонической функцией а, то они образуют квадратурные выходы грубого канала. ЭДС в обмотках 19 и 20 согласно (3) вл ютс гармони0 ческой функцией 2па, т.е. образуют квадрапенсировать технологические погрешности изготовлени обмоток датчика. С помощью регулируемых комплексных сопротивлений, включенных последовательно в цепи обмоток ротора, можно уменьшить погрешности выходных ЭДС датчика, обусловленных неравенством комплексных сопротивлений квадратурных обмоток ротора.Since the EMF in the windings 17 and 18 according to (2) is a harmonic function of a, they form the quadrature outputs of the coarse channel. The emf in windings 19 and 20 according to (3) is a harmonic function of 2pa, i.e. form a quadrant of technological errors in the manufacture of the sensor windings. With the help of adjustable complex resistances connected in series in the circuits of the rotor windings, it is possible to reduce the errors of the output EMF of the sensor caused by the inequality of the complex resistances of the quadrature windings of the rotor.

Claims

Invention Formula

Two-channel proximity sensor angular movements on the bus. St. No. 894347, characterized in that, in order to improve accuracy by eliminating errors caused by non-orthogonal arrangement and inequality of quadrature winding parameters placed on the rotor magnetic circuit packets, it is equipped with two complex resistances that are regulated in the rotor windings and coarse readings, packages of stator magnetic cores are installed with the possibility of a fixed angular rotation of one relative to another, and the number of pairs of winding poles full-time frame disposed on the second magnetic rotor and a stator packet is received to the number of magnetic pole pairs of windings of the first stator packet.

SinoL Cosai

Cos2fjdL

in2frd.

FI.2