SU1486770A1

SU1486770A1 - Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений

Info

Publication number: SU1486770A1
Application number: SU874347434A
Authority: SU
Inventors: Yurij S Dmitriev; Viktor N Burov
Original assignee: Kb Aviat I
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности двухкоординатного преобразователя угловых перемещений, который содержит полый разъемный диэлектрический корпус 1 с размещенным в нем шарообразным элементом 2 с рукояткой 3 для.связи с объектом контроля. При изменении положения объекта контроля (перемещении рукоятки 3

2

на углы <Х или р) изменяется зазор между поверхностью элемента 2 и парами катушек 5 индуктивности вихретокового датчика зазоров, питаемого напряжением высокой частоты и размещенного в корпусе 1. Вследствие этого изменения зазоров происходит изменение сигналов на катушках 5 независимо по каждой координате пропорционально угловому перемещению οί и /5 соответственно. Выполнение шарообразного элемента 2 с участком 7 цилиндрической поверхности в его средней части обеспечивает создание четко выраженной зоны нечувствительности на выходной характеристике преобразователя в области ее нуля путем выбора соотношения размеров участка 7 и радиуса катушек 5 индуктивности, что обеспечивает точность двухкоординатных измерений в условиях вибропомех. 2 ил.

<о

1486770

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых перемещений по двум координатам в системах управления перемещением подвижных объектов в условиях вибропомех.

Целью изобретения является повышение точности измерения угловых перемещений по двум координатам путем повышения линейности характеристики преобразования за пределами ее зоны нечувствительности.

На фиг. 1 показан двухкоординатный преобразователь угловых перемещений; на фиг. 2 - шарообразный элемент преобразователя.

Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений содержит разъемный диэлектрический корпус 1, в полости которого размещен сферический шарнир, шарообразный элемент 2 которого соединен со звеном связи с объектом контроля, выполненным в виде рукоятки 3, На поверхности шарообразного элемента 2 размещена диэлектрическая накладка 4, выполненная в виде сегмента сферы того же радиуса

, что и шарообразный элемент 2. Центр сегмента сферы этой накладки смещен на величину а относительно центра вращения шарообразного элемента сферического шарнира. Б диэлектрическом корпусе 1 размещен вихретоковый датчик зазоров, четыре идентичные катушки 5 индуктивности которого установлены попарно диаметрально противоположно на равных расстояниях от центра сегмента сферы диэлектрической накладки 4. Плоскости катушек перпендикулярны поперечным плоскостям симметрии шарообразного элемента 2. Выходы катушек 5 индуктивности подключены к измерительному электронному блоку 6. В средней части шарообразного элемента 2 выполнен участок 7 цилиндрической поверхности, центр которой совпадает с центром сегмента сферы диэлектрической накладки 4, а ось - с осью рукоятки 3. Радиус г участка 7 цилиндрической поверхности равен К_с-К_к, где К. _к - радиус катушки индуктивности, а высота Н этого участка 7 должна быть не менее трех радиусов К_к катушки индуктивности. Благодаря этому обеспечивается большее на величину К_к расстояние от катушек 5 индуктивности до поверхности участка 7, чем до поверхности краевых сферических участков шарообразного элемента 2, Катушки 5 индуктивности установлены на пределе их чувствительности к вихревым токам (зазор больше К.^) , наводимым в теле шарообразного подвижного элемента 2 преобразователя.

Двухкоордикатный преобразователь угловых перемещений работает следующим образом.

На катушки 5 индуктивности подается напряжение высокой частоты. В исходном состоянии преобразователя (углы с7 и р, поворота рукоятки 3 равны нулю) зазоры между участком 7 цилиндрической поверхности шарообразного элемента 2 и плоскостями катушек 5 индуктивности равны. Вследствие этого равны и сигналы на катушках индуктивности, зависящие от электромагнитных полей вихревых токов, протекающих в поверхности цилиндрического участка 7 шарообразного элемента 2. В результате на выходе измерительного блока 6 выходные сигналы и и р равны нулю. Напряжения на выходе измерительного блока 6 близки к нулю в некотором диапазоне угловых перемещений <7 и р> рукоятки 3, который определяется высотой Н участка 7 цилиндрической поверхности, соответствующей требуемой ширине зоны нечувствительности выходной характеристики преобразования. При достаточно больших угловых перемещениях рукоятки 3 значительное число магнитных силовых линий начинает пересекать поверхности краевых сферических участков элемента 2, которые находятся на различных расстояниях от плоскости катушек 5 индуктивности, но значительно ближе, чем поверхность участка 7. Это обуславливает различные по величине сигналы на этих катушках, вследствие чего на выходах электронного блока 6 появляются отличные от нуля напряжения и Ц^, соответствующие величинам углового перемещения <7 и β объекта (не показан) по взаимно перпендикулярных плоскостях. Поскольку под катушки 5 индуктивности вдвигаются выступающие над участком 7 крайние участки шарообразного элемента 2, то характеристика преобразователя имеет достаточно четкую границу зоны нечувствительности. При этом с точки зрения влияния распределения вихревых токов.катушки 5 индук1486770

тивности, под которые вдвигаются выступающие сферические участки проводящей поверхности элемента 2, находятся примерно в одинаковых условиях.

По фазе напряжений и 0^ можно оп- ⁵ределить направление угловых перемещений / и р объекта контроля и использовать их для управления перемещением управляющих элементов, например рулевых приспособлений в системе управления машин.

Выбор высоты Н среднего участка 7, превышающей три радиуса катушек 5 индуктивности, устраняет влияние крае— вых эффектов на эти катушки, а наличие одинаковых по величине выступов крайних сферических участков элемента 2 над его средним участком 7 обес-. печивает симметричность выходной характеристики преобразования на обоих краях зоны нечувствительности характеристики. За счет создания такой зоны нечувствительности обеспечивается нечувствительность преобразователя к внешним дестабилизирующим факторам, например вибрациям и ускорениям объекта контроля, передаваемым на подвижный элемент преобразователя через звено связи с объектом контроля - рукоятку 3 сферического шарнира.

Claims

Формула изобретения

Двухкоординатный преобразователь угловых перемещений, содержащий разъемный диэлектрический корпус с полостью, размещенный в этой полости сфе-. рический шарнир, звено для его связи с контролируемым объектом, размещенную на поверхности шарообразного элемента сферического шарнира диэлектрическую накладку в виде сегмента сферы того же радиуса К_е, что и шарообразный элемент', центр которой смещен относительно центра последнего, вихретоковый датчик зазоров, выполненный в виде электронного блока и подключенных к нему четырех идентичных катушек индуктивности, установленных попарно диаметрально противоположно в диэлектрическом корпусе на равных расстояниях от центра сегмента сферы диэлектрической накладки, в средней части шарообразного элемента выполнен участок поверхности вращения другого радиуса, центр которого совпадает с центром сегмента сферы диэлектрической накладки, а высота - не менее трех радиусов катушки индуктивности отличающийся тем, что, с целью.повышения точности путем повышения линейности характеристики преобразования за пределами ее зоны нечувствительности, участок поверхности вращения в средней части шарообразного элемента выполнен цилиндрическим с осью, совпадающей с осью звена для связи с объектом, и радиусом, равным К_с-К_к, где К _к - радиус катушки индуктивности.