SU261215A1 - Датчик положения - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автомаТ1ического управлени  и контрол .

Известны датчики положени , содержащие зубчатый ротор и П-образ.ный зубчатый статор с полюсными выступами с обмотками возбуждени  и выходной.

Лредложеиный датчик отличаетс  от известных тем, что в нем две пары полюсных выступов статора охвачены «атуигками одной ветви обмотки возбуждени , а две другие пары-катушками другой ветви, подключенной к источнику питани  через резистор и конденсатор, причем шаг по зубцам каждого полюсного выступа равен шагу то зубцам сердечника, шаг по зубцам крайних смежных полюсов отличаетс  от целого числа зубцовых делений сердечника наполовину, .а ,шаг по зубцам средних -смежных полюсов - на одну четверть.

Это позвол ет повысить чувствительность и линейность на всем диапазо-не перемещени .

На чертелте дана конструктивна  схема датчика.

Датчик состоит из зубчатого подвижного сердечника /, П-образного зубчатого статора 2, закрепленного .в корпусе .3. На обращенных Друг к другу зубчатых поверхност х статора 2 размещены катуш-ки обмотки возбуждени  4, при этом между пазами дл  размещени  указанных обмоток образуютс  полюсные выстуны 5 (I - IV), на каждом из которых расположено а зубцов (на чертеже а 3),

Таким образом, на статоре 2 датчргка имеетс  восемь полюсных выступов 5, .которые попарно расположены один против другого.

Шаг по зубцам полюсного выступа 5 выбираетс  равным шагу по зубцам сердечника 1. Шаг по зубцам / и II, III и IV полюсных выступов выбираетс  равным

t.,±

а .по .зубцам //   /// полю:сных выступов

, (з±у

где;ti - шаг по зубцам сердечника;

KZ, KS - целые числа.

Кажда  /из двух .ветвей обмотки возбуждени  состоит из четырех катушек, включенных

последовательно. Ири этом катушки одной ветви располагаютс  на /, /, //, // .полюсных выступах, а .катушки другой ветви - на ///, ///, IV, IV полюсных выступах.

В отличие от второй ветви, катушки первой

ветви В01збулсдени  включаютс  на тот же (Л, В) ИСТОЧНИК переменного тока, но через активное сопротивление Д и емкость С. Сопротивление R и емкость С подбираютс  таким образом, чтобы токи в ветв х были одина.коВыходна  обмотка 6 размещена на средней часии статора 2 и сцепл етс  с общим магнитным потоком.

Датчик работает следующим образом.

При включении обмотки возбуждени  4 в ее ветв х (по вл етс  двухфазный переменный ток, который обусловливает потоки полюсных выступов 5.

В показанном на чертеже положении максимальный поток возникает в первой паре полюсных выступов (магнитное сопротивление воздушного зазора Этой пары минимально), а минимальный, но противоположного знака в любой момент времени (другое направление н.с. катушек),- во второй ларе.

С обмоткой 6 сцепл етс  разность указанных ПОТОКОВ, возбужденных токами лервой ветви. Таким образом, лереа  ветвь .имеет наибольшее потокооцепление с выходной обмоткой 6, т. е. фаза э.д.с. выходной обмотки 6 совпадает с фазой э.д.с. первой ветви обмотки возбуждени  4.

Катушки второй ветви возбуждают равные, но противоположно направленные магнитные потоки, т.е. результирующий магнитный поток этой ветви равен нулю (Проводимости /// и IV полюсов равны по величине).

При перемещении се;рдечника вправо или влево от положени , показанного на чертеже, потокооцепление выходной обмотки 6 с первой ветвью обмотки возбуждени  4 уменьшаетс  (уменьшаетс  результирующий поток / и // полюсов), а со второй ветвью - увеличиваетс . Фаза ма:пнитного потока, возбужденного второй ветвью, отличаетс  на 90°, поэтому амплитуда результирующего потока, сцепленного с выходной обмоткой 6, не измен етс  с перемещением сердечника 1, а фаза последнего плавно уходит в ту или иную сторону.

Если выразить проводимости соответствующих пар (ПОЛЮСОВ через линейное перемещение /:

/ 360°

QO + 1 cos

/ 360° ,

180°

«0 + «1 cos

V 1

Хз Со -f «1 sin f -:- /),

i-тЛ

4 GO + .Oj sin

iiJ

TO потокосцепление выходной обмотки опре5 делитс  равенством

ф 2f г, icos (0 (ii - i2) + sin (oi (АЗ - At) со,

.

cos 0)/ cos i -;- /) +

(ойпо - / ) «,«1 tl /J

E-f .360° ,

cos ( tutI

где F I, cos (lit - н.с. катушек воз-буждени  первой ветви;

FI, sin со - н. с. катушек возбуждени  второй ветви.

Таким образом, при отсутствии высших гармоиических в составе разложени  проводимостей полюсных выступов 5 в р д Фурье (что можно обеспечить выбором относительной ширины -зубцов искоса последних), фазовый

сдвиг выходного напр жени  пропорционален смещению I, а чувствительность нропорщиональна ша-гу по зубцам сердечника

360° ,

- /.

Предмет изобретени 

Датчик положени , содержащий зубчатый ротор и П-образный зубчатый статор с обмотками возбуждени  и выходной, отличающийс  тем, что с Целью повышени  чувствительности и линейности на всем диапазоне перемещени ,

в нем две пары полюсных выступов статора охвачены катушками одной ветв1И Обмотки возбуждени , а две другие пары - катушками другой ветви, подключенной к источнику питани  через резистор и .конденсатор, причем, шаг

по зубцам (Каждого полюсного выступа равен шагу по зубцам сердечника, шаг ,по зубцам крайних смежных полюсов отличаетс  от целого Числа зубцовых делений сердечника наполовину , а шаг по зубцам средних смежных

полюсов - на одну четверть.