SU1421981A1 - Displacement transducer - Google Patents

Displacement transducer Download PDF

Info

Publication number
SU1421981A1
SU1421981A1 SU864193177A SU4193177A SU1421981A1 SU 1421981 A1 SU1421981 A1 SU 1421981A1 SU 864193177 A SU864193177 A SU 864193177A SU 4193177 A SU4193177 A SU 4193177A SU 1421981 A1 SU1421981 A1 SU 1421981A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
rotor
winding
converter
sections
coarse
Prior art date
Application number
SU864193177A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Васильевич Иванов
Николай Евгеньевич Конюхов
Валерий Владимирович Семенов
Original Assignee
Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
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 Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева filed Critical Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority to SU864193177A priority Critical patent/SU1421981A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1421981A1 publication Critical patent/SU1421981A1/en

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретеки  - расширение диапазона однозначного отсчета перемещений трансформаторного преобразовател  с нониусным сопр жением зубцов на его ферромагнитных статоре и роторе благодар  формированию одновременно с точным отсчетом (в пределах одного зубцового делени ) и грубого отсчета перемещений (в пределах нескольких зубцовых делений). На роторе этого преобразовател  размещены в общих продольных пазах секционированные обмотки возбуждени , точногб и грубого отсчетов. Секции обмоток возбуждени  и точного отсчета распределены по окружности циливдрического ротора преобразовател , а секции обмотки грубого отсчета распределены также и по длине ротора и имеют заданную длину и направление намотки. При относительном перемещении ферромагнитного статора и ротора преобразовател  происходит изменение площади перекрыти  их зубцов, что приводит к изменению магнитного сопротивлени  на пути потока возбуждени , благодар  чему обеспечиваетс  модул ци  ЭДС, наводимьгк в обмотках точного и грубого отсчета, в функции величины перемещени . 5 ил. (/)This invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to expand the range of an unambiguous reference of the movements of a transformer converter with vernally mated teeth on its ferromagnetic stator and rotor due to the formation simultaneously with an exact reading (within one tooth division) and a rough reference of movements (within several tooth divisions). On the rotor of this converter, sectioned field windings, precision and coarse readings are placed in common longitudinal grooves. The sections of the excitation winding and the exact reference are distributed around the circumference of the cylindrical rotor of the converter, and the coarse reference winding sections are also distributed along the length of the rotor and have a predetermined length and direction of winding. The relative movement of the ferromagnetic stator and the rotor of the converter causes a change in the area of overlap of their teeth, which leads to a change in the magnetic resistance in the path of the excitation flow, thereby allowing for the modulation of the EMF induced in the precise and coarse windings as a function of the displacement. 5 il. (/)

Description

4four

IsDIsd

СО 00CO 00

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных и угловых перемещений.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure linear and angular movements.

Целью изобретени   вл етс  расши:- рение диапазона однозначного отсчета перемещений за счет формировани  од- .новременно с точным отсчетом (в пре- делах одного зубчатого делени ), также и грубого отсчета перемещений (в пределах нескольких зубцовых делений ) .The aim of the invention is to expand: - the range of the unambiguous reference of movements by forming simultaneously with the exact reference (within the limits of a single division), as well as the rough reference of movements (within several divisional divisions).

На фиг. 1 показан схематично преобразователь перемещений при цилинд- рическом исполнении его статора и ротора; на фиг. 2 - развертка зубцовой поверхности ротора с размещенными - в его продольных пазах секци ми обмотки возбуждени ; на фиг. 3 - раз- вертка зубцовой поверхности ротора с размещенными в тех же пазах секци ми обмотки точного отсчета; на фиг.4 - развертка зубцовой. поверхности ротора с размещенными в тех же пазах секци ми обмоток грубого отсчёта; на фиг. 5 - диаграммы напр жений йа обмотках точного и грубого отсчетов.FIG. 1 shows schematically a displacement transducer in the cylindrical design of its stator and rotor; in fig. 2 - scanning of the toothed surface of the rotor with sections of the excitation winding placed in its longitudinal grooves; in fig. 3 - scanning of the toothed surface of the rotor with sections of the precise counting winding placed in the same grooves; figure 4 - scan cog. rotor surfaces with sections of coarse counting windings placed in the same grooves; in fig. 5 shows voltage diagrams of the windings for accurate and coarse readings.

Преобразователь перемещений содержит установленные с возможностью от- носительного линейного или вращательного перемещени  ферромагнитные статор 1 и ротор 2, имеющие на обращенных одна к другой поверхност х зубцы, выполненные с одинаковьм щагом и раз- ными углами наклона относительно на- правлени  их взаимного перемещени . Например, при линейном перемещении статора- 1 относительно ротора 2, который в данном варианте исполнени  установлен подвижно, что осуществл етс ,, например, с помощью неферромагнитных направл ющих 3, зубцы на статоре расположены под острьм, а на роторе - под пр мым углом относительно направлени  X их взаимного линейного перемещени . На цилиндрической по-г верхности ротора 1 вьтолнены вдоль его образующей четыре продольных паэа со смещением между ними на четверть окружности ротора, в которых размещаютс  обмотки преобразовател . Первична  обмотка возбуждени  преобразовател  вьшолнена из четырех включенных последовательно-встречно секций 4-7, уложенных в указанных продольных пазах ротора (фиг. 2). Обмотка точного отсчета (ТО) выполнена в виде цвух пар соединенных параллельно секций 8-11, которые в кажДой паре 8, 10 и 9, И расположены на роторе диаметрально противоположно одна другой и соединены между собой встречно-последовательно (фиг. 3).The displacement transducer comprises ferromagnetic stator 1 and rotor 2 installed with the possibility of relative linear or rotational movement, having teeth on the surfaces facing one another and made with the same pin and different angles of inclination relative to the direction of their mutual displacement. For example, with linear movement of the stator-1 relative to the rotor 2, which in this embodiment is mounted movably, which is carried out, for example, with the help of non-ferromagnetic guides 3, the teeth on the stator are angled, and on the rotor - at a right angle X directions of their mutual linear displacement. On the cylindrical surface of the rotor 1, four longitudinal paea are displaced along its generatrix with an offset between them by a quarter of the circumference of the rotor in which the converter windings are located. The primary excitation winding of the converter is made of four connected in series and counter sections 4-7 laid in the specified longitudinal slots of the rotor (Fig. 2). The exact countdown winding (TO) is made in the form of two pairs of sections 8-11 connected in parallel, which in each pair 8, 10 and 9, and are located on the rotor diametrically opposite to each other and are interconnected counter-sequentially (Fig. 3).

В тех же продольных пазах ротора размещены две пары трехсекционных обмоток 12-15 грубого отсчета (ГО), соединенные между собой согласно-по- .следовательно в каждой паре (фиг.4). Крайние секции одной пары обмоток 12 и 14 грубого отсчета охватывают 20 и 40% соответственно, а другой пары обмоток 13 и 15 - 40 и 20% зубцов по длине ротора и намотаны в одном направлении, например, по часовой стрелке, как показано на развертке поверхности ротора. Средние секции всех обмоток грубого отсчета намотан в противоположном- первому направле- НИИ, т.е. против часовой стрелки, и охватьшают остальные 40% зубцов по длине ротора 2 преобразовател .In the same longitudinal slots of the rotor there are two pairs of three-section windings 12–15 of rough count (GO), interconnected according to each other in each pair (figure 4). The outermost sections of one pair of windings 12 and 14 of a rough reference span 20 and 40%, respectively, and the other pair of windings 13 and 15-40 and 20% of teeth along the rotor length and are wound in one direction, for example, clockwise, as shown on the surface scan. rotor. The middle sections of all coarse reference windings are wound in the opposite direction — the first one — the SRI; counterclockwise, and cover the remaining 40% of the teeth along the length of the rotor 2 transducer.

ДгЕ  обеспечени  электрических соединений между секци ми обмоток преобразовател  и дл  подключени  электронного блока обработки его сигналов служит диэлектрическа  крлодка 16.The module for providing electrical connections between the winding sections of the converter and a dielectric wicker 16 is used to connect the electronic signal processing unit.

Преобразователь перемещений работает следующим образом;The displacement transducer operates as follows;

Ток первичной обмотки возбуждени  создает в ферромагнитном цилиндре статора 1 и ферромагнитном роторе 2 преобразовател  магнитное поле. Благодар  встречно-последовательному включению секций 4-7 обмотки возбуждени  поток выходит из двух диаметрально-противоположных секций, напри мер 4 и 6, и замыкаетс  через ферро- магнитньш цилиндр статора 1, длина которого составл ет примерно 20% от длины ротора, и две другие диаметрально противоположные секции 5 и 7 первичной обмотки возбуждени . Через каждые полпериода питающего тока направление магнитного потока мен етс  на обратное. Это создает ЭДС в секци х вторичных обмоток ГО и ТО, которые завис т от магнитной.проводимоо- ти воздушного зазора между соответствующими секци ми обмоток ферромагнитного ротора 2 и наход щимис  напротив них част ми ферром агнитного цилиндра статора 1. Чем.больше пло7 щадь перекрыти  зубцов статора и ротора (на.фиг. 2 она показана двойной штриховкой), тем больше ЭДС, наведенна  в секци х обмоток ТО и ГО ротора 2. При линейном относительном перемещении ротора 2 и статора 1 измен етс  площадь перекрыти  зубцов и, следовательно, магнитное сопротивление на пути потока возбуждени , что приводит к изменению ЭДС в соответст- ствующих вторичных обмотках ГО и ТО преобразовател . Зависимость амплитуды наведенной ЭДС от перемещени , например в секци х от 8 по 10 обмоток ТО ( и ,j) показана на фиг. 5 сплошными и пунктирными лини ми соответственно . Благодар  встречно-последовательному включению секций обмоток ТО суммарна  ЭДС U, измен етс  в зависимости от перемещени  по закону, близкому к гармоническому. Из-за скоса зубцов ферромагнитного ротора 2 и ферромагнитного статора 1 огибающие сигналов обеих пар секций 8-10 и 9,11 обмотки точного отсчета имеют пространственный сдвиг между собой, равный четверти шага нарезки зубцов. При этом ЭДС пар обмоток 12, 14 и 13, 15 грубого отсчета зависит не только от площади перекрыти  зубцов ротора 2 и ферромагнитного статора.1, но и от направлени  намотки той части секции , над которой находитс  ферромагнитный статор 1. Зависимость амплитуды наведенной ЭДС ( о 14) в секци х одной из пар обмоток, например 12 и 14, ГО от перемещени  показана на фиг. 5 сплошными и пунктирными лини ми соответственно.The primary excitation winding creates a magnetic field in the ferromagnetic cylinder of the stator 1 and the ferromagnetic rotor 2 of the transducer. Due to the counter-series connection of the excitation winding sections 4-7, the flow exits two diametrically opposite sections, for example 4 and 6, and closes through the ferro-magnetic stator cylinder 1, the length of which is approximately 20% of the rotor length, and the other two diametrically opposed sections 5 and 7 of the primary field winding. Every half-period of the supply current, the direction of the magnetic flux is reversed. This creates an electromotive force in the secondary windings of the GO and TO, which depend on the magnetic conductivity of the air gap between the corresponding winding sections of the ferromagnetic rotor 2 and the opposite parts of the ferro stator ferrite cylinder 1. The larger area of overlap the teeth of the stator and rotor (Fig. 2 it is shown by double hatching), the more EMF induced in the winding sections of the TO and GO of the rotor 2. With a linear relative movement of the rotor 2 and the stator 1, the area of the teeth overlap and, consequently, the magnetic sop Motivation in the path of the excitation flow, which leads to a change in the EMF in the corresponding secondary windings of the GO and TO converter. The dependence of the amplitude of the induced emf on movement, for example, in sections 8 through 10 of the windings TO (i, j) is shown in FIG. 5, solid and dotted lines, respectively. Due to the counter-sequential switching on of the winding sections, the total emf U, depending on the movement, is close to harmonic. Due to the bevel of the teeth of the ferromagnetic rotor 2 and the ferromagnetic stator 1, the envelopes of the signals of both pairs of sections 8-10 and 9.11 of the precise counting winding have a spatial shift between them equal to a quarter of the pitch of the cutting teeth. At the same time, the EMF of winding pairs 12, 14 and 13, 15 of rough counting depends not only on the area of overlap of the teeth of the rotor 2 and the ferromagnetic stator.1, but also on the winding direction of that part of the section above which the ferromagnetic stator 1 is located. Dependence of the amplitude of the induced EMF ( o 14) in sections of one of the pairs of windings, for example 12 and 14, the CO from moving is shown in FIG. 5, solid and dotted lines, respectively.

Благодар  согласно-последовательному включению обмоток 12, 14 и 13, 15 в каждой паре обмоток ГО в огибающих суммарной ЭДС ,,) roi(x) их выводах (фиг. 5), смещенных в пространстве одна относительно другой на четверть периода, практически исключаетс  вли ние зубцовой модул ции магнитной проводимости воздушного зазора между статором 1 и ротором 2 преобразовател .Thanks to the successive inclusion of the windings 12, 14 and 13, 15 in each pair of windings in the envelopes of the total emf, roi (x) of their outputs (Fig. 5), displaced in space relative to each other by a quarter of the period, the influence of perforation modulation of the magnetic conductivity of the air gap between the stator 1 and the rotor 2 of the converter.

Полученные на выходе преобразовател  двухфазные системы ЭДС Upj,Upp и итог СпР увеличении числа продольных пазов, а следовательно, и количество секций обмоток ТО и ГО может быть получено и большее количество фаз выходных сигналов) подаютс  в стандартные блоки преобразовани , используемые обычно с двухот- счетными синусно-косинусными поворотными преобразовател ми.The resulting two-phase EMF systems Upj, Upp and the result of the SRF by increasing the number of longitudinal grooves, and consequently, the number of winding sections TO and GO, can be obtained and a larger number of phases of the output signals are fed into standard conversion units, usually used with double counting sine-cosine rotary transducers.

Благодар  введению грубого обсчета увеличиваетс  диапазон однозначного - отсчета перемещений, соответству5ощийDue to the introduction of a rough calculation, the range of the unambiguous - the reference of displacements, corresponding to

длине ротора, зан той секционированными обмотками ГО.the length of the rotor, zany that partitioned windings GO.

Предложенное соотношение размеров секций обмоток грубого отсчета и размеров ферромагнитного статора, а также выполнение намотки этих секций и схема их включени  обусловлены необходимостью получени  заданной, показанной Bbmie формы огибающих выходных сигналов грубого отсчета. При другихThe proposed ratio of the sizes of the coarse reference windings sections and the sizes of the ferromagnetic stator, as well as the winding of these sections and the scheme of their inclusion are due to the need to obtain the given coarse output envelopes shown by Bbmie. With others

соотношени х размеров может произойти изменение формы этих сигналов и их взаимный пространственный сдвиг. При этом по вл ютс  участки неодно- знач ности в некоторых диапазонах измер емого линейного перемещени , когда оба сигнала грубого отсчета не измен ютс  по величине, вследствие чего выходной код канала грубого отсчета не будет соответствовать измер емому перемещению.ratios of sizes can change the shape of these signals and their mutual spatial shift. In this case, there are regions of ambiguity in some ranges of the measured linear movement, when both coarse signals do not vary in size, as a result of which the output code of the coarse channel will not correspond to the measured movement.

Достоинством предлагаемого преобразовател   вл етс  нечувствнтельность к сбо м в системе .его питан11 . В св зи с этим возможен периодический режим работы преобразовател , при котором питание на него и на электронный блок обработки его сигналов подаетс  только в момент запроса информации о контролируемом перемещеНИИ от внещней измерительной системы, что существенно снижает его энергопотребление .The advantage of the proposed converter is insensitivity to failures in its power supply system. In this connection, a periodic operating mode of the converter is possible, in which the power is supplied to it and to the electronic processing unit of its signals only at the moment of requesting information on the controlled movement of the external measuring system, which significantly reduces its power consumption.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Преобразователь перемещений, содержащий установленные с возможностью относительного линейного или вращательного перемещени  ферромагнит- ные статор и ротор, на обращенныхA displacement transducer containing ferromagnetic stator and rotor installed with the possibility of relative linear or rotational movement on facing одна к другой поверхност х которых выполнены зубцы с одинаковым шагом и с разными углами наклона относительно направлени  их взаимного перемещени , и размещенные на роторе в его продольных пазах секционированна  обмотка возбуждени  и секционированна  обмотка точного отсчета, о т л и- чающийс  тем, что, с цельюone to another surfaces of which teeth are made with the same pitch and with different angles of inclination relative to the direction of their mutual movement, and a sectioned excitation winding and a sectional winding of the exact reading, located on the rotor in its longitudinal grooves, are only the purpose расширени  диапазона однозначного отсчета , перемещений, он снабжен размещенными в диаметрально противоположных продольных пазах ротора двум  па- рами трехсекционных обмоток грубогоexpansion of the range of unambiguous counting, displacements, it is provided with two pairs of three-section coil windings placed in diametrically opposite longitudinal grooves of the rotor МКНMCN 16sixteen /J Vu.z.l/ J Vu.z.l fPus.2fPus.2 9uz,39uz, 3 ;г/; g / /5//five/ ft/ft / 1515 шшшшshhh DD DDDDLBDDDDQODDDDDLBDDDDQOD DDODDDDDrnDDDDQ:DDODDDDDrnDDDDQ: HH DDDDDaDDDnnmDDDDDDDaDDDnnmDD V-V- n,n, a.a. DD HH (Риг. (Rig. re,re,
SU864193177A 1986-11-18 1986-11-18 Displacement transducer SU1421981A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864193177A SU1421981A1 (en) 1986-11-18 1986-11-18 Displacement transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864193177A SU1421981A1 (en) 1986-11-18 1986-11-18 Displacement transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1421981A1 true SU1421981A1 (en) 1988-09-07

Family

ID=21285032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864193177A SU1421981A1 (en) 1986-11-18 1986-11-18 Displacement transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1421981A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2705455A1 (en) * 1993-05-17 1994-11-25 Valeo Systemes Dessuyage Relative displacement sensor using magnetic reluctance measurement, torque sensor using such a sensor and application to a vehicle assisted steering system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 769307, кл. G 01 В 7/00, 1-978. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2705455A1 (en) * 1993-05-17 1994-11-25 Valeo Systemes Dessuyage Relative displacement sensor using magnetic reluctance measurement, torque sensor using such a sensor and application to a vehicle assisted steering system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6400138B1 (en) Reduced offset high accuracy induced current absolute position transducer
US6157188A (en) Compact, long-range absolute position transducer with an extensible compact encoding
US4697144A (en) Position sensing apparatus
US4612503A (en) Rotation speed detection device having a rotation angle detector of inductive type
US6366078B1 (en) Inductive angle sensor with a plurality of receiving coils and an evaluation circuit
US5061896A (en) Variable transformer to detect linear displacement with constant output amplitude
US3962663A (en) Inductive position determining device
JPH05113302A (en) Guidance type proximity sensor and rectilinear or rotary type measuring transducer
US3509390A (en) Variable reluctance disc,reciprocating,and rotary stepping motors and resolvers
US6772087B2 (en) Absolute position measuring device
JPH053921Y2 (en)
SU1421981A1 (en) Displacement transducer
JPH0654242B2 (en) Position detector
US4437019A (en) Linear differential transformer with constant amplitude and variable phase output
US3237189A (en) Electrical position-encoders
CN108267072B (en) Grating straight-line displacement sensor when a kind of
JPH0125286Y2 (en)
JPH0580603B2 (en)
JPH116708A (en) Inductive position measuring unit
RU2075039C1 (en) Converter of linear movements
SU817738A1 (en) Multi-reading position sensor and method of measuring position with aid of sensor
JP3592835B2 (en) Linear position detector
JPH0345139Y2 (en)
JPS61292014A (en) Position detector
JPH10153402A (en) Induction type linear position detector