SU741039A1 - Трехфазный сельсин-датчик дл измерени перемещений - Google Patents

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения угловых перемещений поворотных узлов тяжелых станков, оснащенных ЧПУ и цифровой индикацией.

Известны оптические устройства для измерения линейных и угловых перемещений I1], которые обладают высокой точностью, однако недостаточно надежны в эксплуатации при работе в производственных условиях. С этих позиций более предпочтительными являются измерительные устройства индук- *5 тивного или трансформаторного типа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является трехфазный сельсин-датчик для измерения перемещений объекта, содержащий зубчатую шкалу, связываемую с объектом, магнитопровод со стержнями, а также возбуждающую и фазные обмотки, размещенные на стержнях магнитопровода [2].

Однако этот сельсин-датчик не позволяет измерять угловые перемещения объекта и не обладает достаточной точностью.

Целью изобретения является повышение точности при измерении угловых перемещений.

Для достижения поставленной цели зубчатая шкала и магнитопровод сельсин—датчика выполнены в виде ориентированных относительно объекта кольца или части его, а датчик снабжен вторым магнитопроводом, идентичным первому и расположенным относительно него диаметрально противоположно со смещением на 1/2 зубцового шага шкалы и с последовательным соединением обмоток.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема включения обмоток датчика; на фиг. 2 — взаимное расположение магнитопроводов и шкалы.

Датчик содержит зубчатую шкалу 1, выполненную в виде кольца, смонтированного на подвижном узле станка, и закрепленные неподвижно магнитопроводы 2 со стержнями 3-10, на которых расположены катушки фаз А, В и С в порядке следования этих фаз.

Обмотки фазы А размещены на стержнях 4,-5 магнитопровода и соединены последовательно встречно. Аналогично соединены обмотки фаз В и С, раз30 метенные на стержнях 6, 7 и 8, 9 соответственно. Число стержней магнитопровода, приходящихся на каждую фазу, должно быть кратно двум, и чем оно больше, тем больше выходной сигнал датчика и меньше погрешность, обусловь ленная неточностью изготовления магнитопровода и шкалы.

Возбуждающая обмотка EF охватывает каждый из стержней обоих магнитопроводов. Расстояние между стержнями магнитопровода с учетом толщины одного стержня, т.е. шаг с£_м магнитопровода, не совпадает с зубцовым шагом оС_ш шкалы и определяется соотношением:

j _ 2mn i 1 «-Ш ' 2т ' где т — число фаз, η — конструктивный коэффициент (любое целое число).

При т=3 и п=1 шаг магнитопровода может быть выбран равным 5/6 или 7/6 зубцового шага шкалы.

Сельсин-датчик работает следующим образом.

При подведении напряжения переменного тока к обмотке EF возбуждения в фазовых обмотках наводится ЭДС, которая при смещении шкалы 1 относительно магнитопровода 2 изменяется по закону, близкому к синусоидальному. Прц перемещении зубчатой шкалы на величину, равную одному зубцовому шагу шкалы, происходит полный период изменения напряжения в каждой фазе, причем сдвиг напряжений между фазами равен 120°.

Сельсин-датчик может работать и в обращенном режиме — при питании его со стороны трехфаэной обмотки. В этом случае выходное напряжение, снимаемое с обмотки EF, также будет функцией положения шкалы.

Для уменьшения внутришаговой погрешности сельсин-датчика стержень 4 магнитопровода устанавливают со смещением на 1/2 зубцового шага шкалы относительно магнитопровода 2, благодаря чему основная и нечетные гармоники внутришаговой погрешности датчика при соответствующем соединении обмоток возбуждения обоих магнито*· проводов взаимно компенсируются.

Для уменьшения погрешностей,· обусловленных неточностью монтажа или неточностью изготовления магнитопровода и шкалы, например отклонением формы их поверхности от окружности и т.п., вокруг шкалы устанавливают симметрично, по крайней мере, две пары идентичных магнитопроводов, расположенных диаметрально противоположно.

Благодаря указанному выполнению сельсин-датчика повышается его точность при измерении угловых перемещений объекта.

Claims (2)

1. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ СЕЛЬСИН-ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быт использовано, в частности, дл  измерени  угловых перемещений поворотных узлов т желых станков, оснащенных ЧПУ и цифровой индикацией. Известны оптические устройства дл  измерени  линейных и угловых перемещений 1, которые обладают высокой точностью, однако недостаточно надежны в эксплуатации при работе в производственных услови х. С этих по зиций более предпочтительными  вл ютс  измерительные устройства индук тинного или трансформаторного типа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  трехфазный сельсин-датчик дл  измерени  перемещений объекта, содержащий зубчатую шкалу, св зываемую с объектом, магнитопровод со стержн ми, а также возбуждающую и фазные обмотки, размещенные на стержн х магнитопровода 2. Однако этот сельсин-датчик не поз вол ет измер ть угловые перемещени  Объекта и не обладает достаточной точностью. ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Целью изобретени   вл етс  повышение точности при измерении угловых перемещений. Дл  достижени  поставленной цели зубчата  шкала и магнитопровод сельсин-датчика выполнены в виде ориентированных относительно объекта кольца или части его, а датчик снабжен вторым магнитопроводом, идентичным первому и расположенным относительно него диаметрально противоположно со .смещением на 1/2 зубцового шага шкалы и с последовательным соединением обмоток. На фиг. 1 изображена принципиальна  схема включени  обмоток датчика; на фиг. 2 - взаимное расположение магнитопроводов и шкалы. Датчик содержит зубчатую шкалу 1, выполненную в виде кольца, смонтированного на подвижном узле станка, и закрепленные неподвижно магнитопроводы 2 со стержн ми 3-10, на которых расположены катушки фаз А, В и С в пор дке следовани  этих фаз. Обмотки фазы А размещены на стержн х 4,.5 магнитопровода и соединены последовательно встречно. Аналогично соединены обмотки фаз В и С, разметенные на стержн х б, 7 и 8, 9 соответственно . Число стержней магнито провода, приход щихс  ни каждую фазу должно быть кратно двум, и чем оно больше, тем больше выходной сигнал датчика и меньше погрешность, обуслов ленна  неточностью изготовлени  магнитопровода и шкалы. Возбуждающа  обмотка ЕР охватывает каждый из стержней обоих магнитопроводов . Рассто ние между стержними магнитопровода с учетом толщины одного стержн , т.е. шаг (i,, магнитопровода , не совпадает с эубцовым шагом сСщ шкалы и определ етс  соотноше нием: , , 2т ± 1 л-лл- оСщ j , где m - число фаз, п - конструктивный коэффициент ( любое целое число). При и шаг А магнитопровода может быть выбран равным 5/6 или 7/6 зубцового шага шкалы. Сельсин-датчик работает следующим образом. При подведении напр жени  перемен ного тока к обмотке EF возбуждени  в фазовых обмотках наводитс  ЭДС, котора  при смещении шкалы 1 относительно магнитопровода 2 измен етс  по закону, близкому к синусоидальному . Пр перемещении зубчатой шкалы н величину, равную одному зубцовому ша гу 1икалы, происходит полный период изменени  напр жени  в каждой фазе, причем сдвиг напр жений между фазами равен 120°. . Сельсин-датчик может работать и в обращенном режиме - при питании его со стороны трехфазной обмотки. В это случае выходное напр жение, снимаемо с обмотки EF, также будет функцией положени  шкалы. Дл  уменьшени  внутришаговой погрешности сельсин-датчика стержень 4 магнитопровода устанавливают со смещением на 1/2 зубцового шага шкалы относительно магнитопровола 2, благодар  чему основна  и нечетные гароники внутришаговой riorpeuiHOCTH датчика при соответствующем соединонии обмоток возбуждени  обоих магнито проводов взаимно компенсируютс . Дл  уменыиени  погрешностей, обусловленных неточностью монтажа или неточностью изготовлени  махнитопровода и шкалы, например отклонением формы их поверхности от окружности и т.п., вокруг шкалы устанавливают симметрично , по крайней мере, две пары идентичных магнитопроводов, расположенных диаметрально противоположно. Благодар  указанному выполнению сельсин-датчика повышаетс  его точность при измерении угловых переметений объекта. Формула изобретени  Трехфазный сельсин-датчик дл  измерени  перемещений объекта, содержащий зубчатую шкалу, св зываемую с объектом, магнитопровод со стержн ми, возбуждающую и фазные обмотки, размещенные на стержн х, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  точности при измерении угловых перемещений, зубчата  шкала и магнитопровод выполнены в виде ориентированных относительно объекта кольца или части его, а датчик снабжен вторым магнитопроводом, идентичным первому и расположенным относительно него диаметрально противоположно со смещением на 1/2 зубцового шага шкалы и с последовательным соединением обмоток . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 517782, кл. G 01 В 11/00, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 175246, кл. G 01 В 7/02, 1963 (прототип ) .