SU424073A1

SU424073A1 - TRANSFORMER POSITION SENSOR

Info

Publication number: SU424073A1
Application number: SU1805260A
Authority: SU
Original assignee: Е. П. Абрамцев Сибирское особое конструкторское бюро
Priority date: 1972-07-04
Filing date: 1972-07-04
Publication date: 1974-04-15

Description

1one

Изобретение относитс к области измерительной техники.The invention relates to the field of measurement technology.

Известные трансформаторные датчики положени , содержащие неподвижный магнитопровод с обмоткой возбуждени и измерительной обмоткой и подвижный магнитопровод, не могут измер ть скорость и одновременно в;.1полн ть функции передаточного механизма.The known transformer position sensors, which contain a fixed magnetic conductor with an excitation winding and a measuring winding, and a movable magnetic conductor, cannot measure the speed and simultaneously at the same time perform the functions of a transmission mechanism.

В предлагаемом датчике подвижный магнитопровод выполнен в виде двух валов, кинематически св занных друг с другом при помощи двух одинаковых составных щестерен, состо щих из соединенных в диагональной плоскости ферромагнитной и неферромагнитной частей и ориентированных друг относительно друга таким образом, что зацепление их всегда происходит зубь ми с одинаковой длиной ферромагнитных и неферромагнитных участков .In the proposed sensor, the movable magnetic core is made in the form of two shafts, kinematically connected to each other by means of two identical composite gears, consisting of ferromagnetic and non-ferromagnetic parts connected in a diagonal plane and oriented relative to each other in such a way that their engagement occurs with teeth with the same length of ferromagnetic and non-ferromagnetic areas.

Такое выполнение датчика обеспечивает возможность измерени скорости и выполнение им функций передаточного механизма.This embodiment of the sensor provides the ability to measure speed and perform the functions of a transmission mechanism.

Дл повышени надежности предложенного датчика ферромагнитна часть шестерни выполнена с двум наклоненными под тупым углом друг к другу торцовыми поверхност ми.To increase the reliability of the proposed sensor, the ferromagnetic part of the gear is made with two end surfaces inclined at an obtuse angle to each other.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого датчика; на фиг. 2 - подвижпый магнитопровод модифицированного датчика.FIG. 1 shows a general view of the proposed sensor; in fig. 2 - movable magnetic circuit of the modified sensor.

Датчик включает в себ неподвижный магнитопровод 1 с обмоткой возбуждени 2 и измерительной обмоткой 3; подвижные магнитопроводы в виде валов 4 и 5, кинематически соединенных между собой при помощи шестерен 6 и 7; показывающий прибор (например милливольтметр) 8. Цапфы валов 4 и 5 расположены в гнездах или отверсти х неподвижного магнитопровода 1 и неферромагнитной перекладины 9.The sensor includes a fixed magnetic core 1 with an excitation winding 2 and a measuring winding 3; movable magnetic circuits in the form of shafts 4 and 5, kinematically interconnected by means of gears 6 and 7; showing device (for example, millivoltmeter) 8. The pins of shafts 4 and 5 are located in the sockets or openings of the fixed magnetic circuit 1 and the non-ferromagnetic crossbar 9.

Электромагнитна система опираетс на стойки.The electromagnetic system rests on racks.

Один из валов, например вал 4. соединен с перемещающимс контролируемым объектом. Подвижные магнптопроводы могут быть изготовлены как в виде отдельных валов и шестерен , так и в виде валов-щестерен. В последнем случае устран етс воздушный зазор между валом и шестерней, что позвол ет несколько повысить выходной сигнал.One of the shafts, for example, the shaft 4. is connected to a moving controlled object. Movable magnetic pipelines can be made both in the form of individual shafts and gears, and in the form of shafting shafts. In the latter case, the air gap between the shaft and the gear is eliminated, which makes it possible to slightly increase the output signal.

Шестерни 6 и 7 составлены из двух половин, причем одна изготовлена из ферромагнитного материала, а втора - из неферромагнитного , например из пластмассы. Обе половины получены путем сечени плоскостью соответствующих шестереп в диагональном или косом поперечном направлении. Ферромагнитные части 10 li 11 п неферромагнптные части 12 и 13 шестерен 6 и 7 в плоскости сечени жестко соед1шены между собой известными способами (склейкой, сваркой и т. п.). КакGears 6 and 7 are composed of two halves, one made of a ferromagnetic material, and the second is made of non-ferromagnetic material, such as plastic. Both halves are obtained by cutting the corresponding hexagonal or oblique transverse direction with the plane. The ferromagnetic parts 10 li 11 n non-ferromagnetic parts 12 and 13 of gears 6 and 7 in the plane of the cross section are rigidly connected to each other by known methods (gluing, welding, etc.). how

правило, нарезку таких составных шестерен нроизвод т в собранном виде. В шестерн х с косой торцовой поверхностью длина зубьев измен етс но линейному закону: на одной половине окружности длина зубьев линейно увеличиваетс , а па другой половине - линейно уменьшаетс .typically, the cutting of such composite gears is not fully assembled. In gears with an oblique end surface, the length of the teeth varies according to a linear law: on one half of the circumference the length of the teeth increases linearly, and in the other half decreases linearly.

Выполнение шестерен составными из ферромагнитной и пеферромагпитной половин повышает их долговечность, так как обш,а длина зубьев оказываетс одинаковой, и поэтому нагрузка , испытываема каждым зубом, также одинакова, что повышает падежность датчика в целом.Making the gears composite of the ferromagnetic and ferro-magnetic halves increases their durability, since the blade and the length of the teeth are the same, and therefore the load experienced by each tooth is also the same, which increases the incidence of the sensor as a whole.

Подвижный магнитопровод (фиг. 2) отличаетс от описанного выше тем, что в нем ферромагнитна часть шестерни выполнена с двум наклоненными под тупым углом друг к другу торцовЫлМи поверхност ми.The movable magnetic circuit (Fig. 2) differs from the one described above in that the ferromagnetic part of the gear wheel is made with two surfaces tilted at an obtuse angle to each other.

Прп этом нагрузка по зубцам шестерни распределена симметрично, что повышает долговечность шестерни.This load on the gear teeth is distributed symmetrically, which increases the durability of the gear.

Предлагаемый датчик может работать как датчик положени и как датчик скорости. В первом случае подвижпые магнитопроводы поворачиваютс в диапазопе от О до + 180°, во втором - врандаютс . В обоих случа х датчик может быть использован также в качестве передаточного механизма.The proposed sensor can operate as a position sensor and as a speed sensor. In the first case, the movable magnetic circuits are rotated in the range from 0 to + 180 °, in the second case they turn. In both cases, the sensor can also be used as a transmission mechanism.

Датчик работает следуюш,им образом.The sensor works in the following way.

При подаче напр жени неременного тока на катушку возбуждени 2 магнитный поток, созданный этой катушкой, замыкаетс через валы 4, 5 и шестерни 6 и 7. При повороте последних под действием перемещаюш,егос объекта магнитный поток измен етс в соответствии с изменением длины ферромагнитных участков зубьев шестерен 6 и 7. Папример , в положении шестерен, изображенном на фиг. 1, магнитный поток имеет .максимальное значение. При повороте подвижных магнитопроводов в ту или другуЕО сторону от этого положени поток у.меньшаетс и становитс минимальным при угле поворота, равном 180°. Линейное изменение магнитного нотока вызывает соответственно и линейное изменение наводимой им выходной э. д.с. Таким образом , э. д. с., измеренна на выходе датчика показываюш,нм прибором 12, характеризует осуш.ествленное обьектом угловое неремеш,ение .When applying a non-direct current voltage to the excitation coil 2, the magnetic flux created by this coil closes through shafts 4, 5 and gears 6 and 7. When you rotate the latter under the action of moving the object, the magnetic flux changes in accordance with the change in the length of the ferromagnetic teeth sections Gears 6 and 7. For example, in the position of gears shown in FIG. 1, the magnetic flux has a maximum value. When the moving magnetic cores are rotated one way or the other from this position, the flow decreases and becomes minimal at a rotation angle of 180 °. A linear change in the magnetic current causes a linear change in the output em, which it induces. DS Thus, e. D. s., measured at the output of the sensor shows, nm device 12, characterizes the angular uncoupling, dried by the object.

При вращении подвижного магннтопровода под действием перемещаюш,егос объекта выходна э. д. с. пропорциональна скорости измеиенн .магнитного нотока во времени. В этом случае датчик будет работать какWhen the rolling magnet rotates under the action of moving, its object is output. d. proportional to the velocity of the measured magnetic current over time. In this case, the sensor will work as

датчик скорости. При включении шестерен датчика в кинематическую цепь какой-либо системы датчик будет одповременно выполн ть роль передаточного механизма.speed sensor. When the sensor gears are turned on in the kinematic chain of any system, the sensor will simultaneously perform the role of a transmission mechanism.

Предмет изобретени Subject invention

1.Трансформаторный датчик положени , содержащий неподвижный магнитопровод с обмоткой возбуждени и измерительной об.моткой и подвижный магнитопровод, отличаю щ и и с тем, что, с целью обеспечени возможности из.мерени скорости и выполнени функции передаточного механизма, в нем подвижный магнитопровод выполнен в виде двух валов, кинематически св занных друг с другом1.Transformer position sensor, which contains a fixed magnetic circuit with an excitation winding and measuring winding and a movable magnetic circuit, is distinguished by the fact that, in order to ensure the possibility of measuring the speed and performing the function of a transmission mechanism, as two shafts, kinematically connected to each other

при помощи двух одинаковых составных шестерен , состо щих нз соединенных в диагональной плоскости ферромагнитной и неферромагннтной частей н ориентированных относительно друг друга таким образом, что заценление их всегда происходит зубь ми с одинаковой длиной ферромагнитных и неферромагнитных участков.with the help of two identical composite gears, which are not connected in the diagonal plane of the ferromagnetic and non-ferromagnetic parts and are oriented relative to each other in such a way that their pricing always occurs with teeth with the same length of the ferromagnetic and non-ferromagnetic sections.

2.Датчик но и. 1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повыщени надежности датчика,2. Sensor but also. 1, that is, in order to increase the reliability of the sensor,

ферромагнитна часть шестерни выполнена с двум наклоненными под тупым углом друг к другу торцовыми поверхност ми.The ferromagnetic part of the gear is made with two end surfaces tilted at an obtuse angle to each other.

1 one