SU765945A1 - Sine-cosine angle sensor - Google Patents

Sine-cosine angle sensor Download PDF

Info

Publication number
SU765945A1
SU765945A1 SU782586946A SU2586946A SU765945A1 SU 765945 A1 SU765945 A1 SU 765945A1 SU 782586946 A SU782586946 A SU 782586946A SU 2586946 A SU2586946 A SU 2586946A SU 765945 A1 SU765945 A1 SU 765945A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sections
sensor
winding
windings
sensors
Prior art date
Application number
SU782586946A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Афанасьевич Хайнацкий
Original Assignee
Предприятие П/Я Х-5827
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 Предприятие П/Я Х-5827 filed Critical Предприятие П/Я Х-5827
Priority to SU782586946A priority Critical patent/SU765945A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU765945A1 publication Critical patent/SU765945A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

Изобретение относится к электрическим машинам малой мощности и может быть использовано в системах автоматики и измерительной техники в качестве преобразователя перемещения в электрический сигнал.The invention relates to low-power electric machines and can be used in automation and measurement systems as a transducer for moving into an electrical signal.

Известен синусно-косинусный датчик, содержащий два диска, расположенных соосно, на обращенных сторонах которых размещены печатные обмотки, выполненные в виде радиальных токопроводящих проводников, соединенных между 11 собой последовательно (11. На одном (первом) диске проводники, уложенные с шагом , где 2Zj — общее число проводников первого диска, образуют однофазную обмотку. На другом диске проводники, образующие двухфазную’5 обмотку, разделены на секции, число которых для нониусных обмоток равно N = 2(Zt — Z2). Проводники в каждой секции распределены с шагом, равным , где 2Z2 - общее число проводников второго диска; Диаметрально противоположные секции этой обмотки соединены между собой последовательно, образуя двухфазные (квадратурные) обмотки.Known sine-cosine sensor comprising two disks disposed coaxially on the facing sides of which are placed printed windings formed as conductive radial conductors connected together in series 11 (11. At one (first) drive conductors arranged at a pitch where 2Zj - the total number of conductors of the first disk, form a single-phase winding.On the other disk, the conductors forming a two-phase ' 5 winding are divided into sections, the number of which for the nonius windings is N = 2 (Z t - Z 2 ). are selected with a step equal to, where 2Z 2 is the total number of conductors of the second disk; Diametrically opposite sections of this winding are connected together in series, forming two-phase (quadrature) windings.

Недостатком известного датчика является наличие в выходном сигнале датчика слагаемых, зависящих от экецентрисистета геометрических осей и перекоса (торцового биения) обращенных поверхностей дисков, что приводит к дополнительному угловому (фазовому) смещению выходных напряжений датчика, т.е. к снижению точности преобразования перемещения в электрический сигнал.A disadvantage of the known sensor is the presence in the output signal of the sensor of terms depending on the eccentricity of the geometric axes and the skew (end runout) of the inverted surfaces of the disks, which leads to an additional angular (phase) shift of the sensor output voltages, i.e. to reduce the accuracy of the conversion of movement into an electrical signal.

Известен также синусно-косинусный датчик угла, содержащий соосно установленные диски с печатными обмотками на обращенных друг к другу поверхностях дисков, одна из обмоток выполнена двухфазной, а другая - однофазной, состоящей из m секций (где m > 2), вдоль геометрических осей которых установлено m датчиков торцового зазора, которые подключены к соответствующим секциям однофазной обмотки, и выходные клеммы датчика {2J.A sine-cosine angle sensor is also known, containing coaxially mounted disks with printed windings on the disk surfaces facing one another, one of the windings is made of two-phase and the other is single-phase, consisting of m sections (where m> 2), along the geometric axes of which are installed m end-gap sensors that are connected to the corresponding sections of the single-phase winding, and the sensor output terminals {2J.

Однако указанное устройство обладает недостаточной точностью.However, this device has insufficient accuracy.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения влияния экецентрисистета и перекоса обращенных поверхностей дисков.The purpose of the invention is to increase accuracy by reducing the influence of the eccentric system and the skewness of the turned surfaces of the disks.

Для этого датчики торцового зазора выполнены индуктивными с входными и выходными обмотками, размещенными на магнитопроводах, например П-образных, входные обмотки каждого из датчиков торцового зазора подключены к соответствующим диаметрально противоположным секциям однофазной обмотки, а выходные обмотки последовательно соединены между собой и подключены к выходным клеммам датчика. 'To do this, the end gap sensors are made inductive with input and output windings located on the magnetic cores, for example, U-shaped, the input windings of each of the sensors of the end gap are connected to the corresponding diametrically opposite sections of the single-phase winding, and the output windings are connected in series with each other and connected to the output terminals sensor. ''

На поверхности диска с многофазной обмоткой соосно с геометрической осью датчика угла может быть размещено магнитопроводящее кольцо.A magnetically conducting ring can be placed on the surface of a disk with a multiphase winding coaxially with the geometric axis of the angle sensor.

На фиг. 1 представлен датчик угла; на фиг. 2 - схема включения синусно- косинусного датчика угла; на фиг. 3 - схема выполнения двухфазной нониусной обмотки синусно-кисинусного датчика угла.In FIG. 1 shows an angle sensor; in FIG. 2 is a diagram of a sine-cosine angle sensor; in FIG. 3 is a diagram of a two-phase vernier winding of a sine-sine angle sensor.

Датчик содержит стальной диск 1 статора, на поверхности которого нанесена печатная двухфазная обмотка 2, диек ротора 3 с печатной однофазной обмоткой 4, индуктивные датчики 5-8 торцового зазора, состоящие, например, из П-образного магнитопровода 9, корпус 10 и 25 двух обмоток 11 и 12, намотанных на магнитопроводе 9 (для каждого из датчиков).The sensor contains a steel disk 1 of the stator, on the surface of which a printed two-phase winding 2 is applied, a rotor die 3 with a printed single-phase winding 4, inductive sensors 5-8 of the end gap, consisting, for example, of a U-shaped magnetic circuit 9, housing 10 and 25 of two windings 11 and 12, wound on the magnetic circuit 9 (for each of the sensors).

Двухфазная обмотка 2 разделена на секции 13, число которых для датчиков с нониусными обмотками равно N = 2(Z. — Z2). Каждая сек1 ция содержит *— проводников, соединенных последовательно.The two-phase winding 2 is divided into sections 13, the number of which for sensors with nonius windings is N = 2 (Z. - Z 2 ). Each section 1 section contains * - conductors connected in series.

Диаметрально противоположные секции обмотки 2 статора 1 соединены между собой с образованием двух квадратурных (двухфазные) обмоток.The diametrically opposite sections of the winding 2 of the stator 1 are interconnected to form two quadrature (two-phase) windings.

Однофазная обмотка ротора 3 разделена, например, на'4 симметричные секции 14-15, 16—17, 18—19, 20—21. Каждая секция содержит 2Z4 /4 проводников, последовательно соединенных-между собой.The single-phase winding of rotor 3 is divided, for example, into'4 symmetrical sections 14-15, 16-17, 18-19, 20-21. Each section comprises 2Z 4/4 conductors connected in-between them.

Индуктивные датчики 5—8 торцового зазора установлены вдоль геометрических осей секций однофазной обмотки ротора 3 с диаметрально противоположной стороны.Inductive sensors 5-8 of the end gap are installed along the geometric axes of the sections of the single-phase winding of the rotor 3 from the diametrically opposite side.

Выводы 22 и 23 первичной обмотки 11 каждого из датчиков 5—8 подключены к диаметрально противоположной секции обмотки ротора 3, т.е. выводы 22-23 датчика 5 подключены к секциям 18—19.The findings 22 and 23 of the primary winding 11 of each of the sensors 5-8 are connected to the diametrically opposite section of the winding of the rotor 3, i.e. conclusions 22-23 of the sensor 5 are connected to sections 18-19.

Выводы 24 и 25 вторичной обмотки 12 каждого из датчиков 5-8 соединены последовательно между собой, образуя выход (при запитке датчика угла со стороны двухфазной обмотки) однофазной обмотки синусно-косинусного датчика угла.The conclusions 24 and 25 of the secondary winding 12 of each of the sensors 5-8 are connected in series with each other, forming an output (when feeding the angle sensor from the side of the two-phase winding) of the single-phase winding of the sine-cosine angle sensor.

При запитке датчика угла со стороны двухфазных статорных обмоток выводами 26—27 . и 28—29 (см. фиг. 1) в секциях роторной об10 изменяются в функции по законам синуса и косинуса (для кокаждой из секций мотки 4 индуктируются переменные напряжения, амплитуды которых от угла поворота ротора (для синусной обмотки) синусной обмотки).When feeding the angle sensor from the side of two-phase stator windings with terminals 26—27. and 28-29 (see Fig. 1) in sections of rotor rev10 change in function according to the laws of sine and cosine (for each of the sections of coil 4, alternating voltages are induced whose amplitudes are from the angle of rotation of the rotor (for the sinus winding) of the sinus winding).

Выходные напряжения роторной обмотки поступают на запитку соответствующих диаметрально противоположных индуктивных датчиков 5-8 торцового зазора в соответствии, при этом на выходных обмотках 12 датчиков 5-8 индуктируются напряжения, обратно пропорциональные торцовому зазору (в месте установки датчиков 5-8) между поверхностями дисков статора и ротора.The output voltages of the rotor winding are supplied to the corresponding diametrically opposite inductive sensors 5-8 of the end gap in accordance with the voltage at the output windings of the 12 sensors 5-8, inversely proportional to the end gap (at the location of the sensors 5-8) between the surfaces of the stator disks and rotor.

При отсутствии эксцентриситета и перекоса поверхностей дисков статора и ротора ЭДС, наведенные во вторичных обмотках индуктивных датчиков 5—8, имеют одни и те же значения, при этом векторы ЭДС, наведенной в диаметрально противоположных секциях, например 14—15 и 18—19 роторной обмотки 4, равны друг другу по амплитуде и совпадают друг с другом по углу (фазе).In the absence of eccentricity and misalignment of the surfaces of the disks of the stator and rotor, the EMF induced in the secondary windings of inductive sensors 5–8 have the same values, while the vectors of the EMF induced in diametrically opposite sections, for example, 14–15 and 18–19 of the rotor winding 4, are equal to each other in amplitude and coincide with each other in angle (phase).

При смещении геометрической оси статора по оси ОХ относительно центра вращения вала ротора датчика угла векторы ЭДС, наведенной в секциях 14-15 и 18-19 роторной, обмотки 4? сдвинуты относительно первоначального положения на равные углы, при этом, если за счет перекоса поверхностей дисков статора и ротора, торцовые зазоры между, поверхностями дисков в месте расположения секций 14—15, 18-19 не равны друг другу, амплитуды векторов ЭДС в секциях 14-15, 18—19 не равны друг другу, что приводит (без учета включения индуктивных датчиков 5, 7 торцового зазора) к угловому повороту относительно первоначального положения вектора, равного сумме ных ЭДС, а следовательно, и к преобразования.When the geometric axis of the stator is displaced along the OX axis relative to the center of rotation of the rotor shaft of the angle sensor, the EMF vectors induced in sections 14-15 and 18-19 of the rotor winding 4 ? shifted relative to the initial position by equal angles, while if, due to the skew surfaces of the disks of the stator and rotor, the end gaps between, the surfaces of the disks at the location of sections 14-15, 18-19 are not equal to each other, the amplitudes of the EMF vectors in sections 14- 15, 18-19 are not equal to each other, which leads (without taking into account the inclusion of inductive sensors 5, 7 of the end gap) to an angular rotation relative to the initial position of the vector equal to the total emf, and, consequently, to conversion.

Векторы ЭДС, наведенной в и 20—21 роторной обмотки 4, при смещении геометрической оси статора по оси ОХ практически не изменяют своего углового положения относительно первоначального положения, которое они занимали при отсутствии эксцентриситета.The vectors of the EMF induced in rotor winding 4 and 20-21, when the geometrical axis of the stator are displaced along the OX axis, practically do not change their angular position relative to the initial position, which they occupied in the absence of eccentricity.

При подключении секций 14-15 и 18-19 роторной обмотки 4 к первичным обмоткам индуктивных датчиков 7 и 5 соответственно на выходах вторичных обмоток 24—25 датчиков 7 и 5 индуктируются напряжения практически равной амплитуды, а суммарный вектор ЭДС, полученный на выходе датчика, занимает первоначальное положение, который занимал суммарный вектор ЭДС при отсутствии эксцентриситета и перекоса,;дисков датчика угла.When sections 14-15 and 18-19 of the rotor winding 4 are connected to the primary windings of the inductive sensors 7 and 5, respectively, at the outputs of the secondary windings 24-25 of the sensors 7 and 5, voltages of almost equal amplitude are induced, and the total EMF vector obtained at the output of the sensor takes initial position, which occupied the total vector of the EMF in the absence of eccentricity and skew,; angle sensor disks.

При смещении геометрической оси статора (или ротора) по оси ОУ относительно центра векторов указанпогрешности секциях 16—17 вращения вала ротора, в датчике угла также произойдет угловое смещение и изменение ам плитуд векторов ЭДС, наведенных в секциях 16-17 и 20-21. Однако за счет включения диаметрально противоположных датчиков 6 и 8 торцового зазора соответственно амплитуды век торов ЭДС наведенных во вторичных обмотках датчиков 6 и 8, также практически равны между собой, а суммарный вектор, полученный на выходе датчика, занимает также первоначальное положение, которое он занимал при отсутствии перекоса и эксцентриситета дисков датчика угла.When the geometrical axis of the stator (or rotor) are displaced along the OC axis with respect to the center of the vectors, the errors of sections 16-17 of the rotor shaft rotation are indicated, the angle sensor will also angularly shift and change the amplitudes of the EMF vectors induced in sections 16-17 and 20-21. However, due to the inclusion of diametrically opposite sensors 6 and 8 of the end gap, respectively, the amplitudes of the EMF vectors induced in the secondary windings of the sensors 6 and 8 are also almost equal to each other, and the total vector obtained at the output of the sensor also occupies the initial position that it occupied at lack of skew and eccentricity of the angle sensor discs.

Таким образом, в предлагаемом датчике угловое положение вектора суммарного напряжения, полученного на выходе однофазной обмотки, а следовательно, и угловая точность датчика практически не зависят в заданном диапазоне от эксцентриситета и перекоса поверхностей дисков датчика.Thus, in the proposed sensor, the angular position of the vector of the total voltage obtained at the output of a single-phase winding, and therefore the angular accuracy of the sensor, are practically independent of the eccentricity and skewness of the surfaces of the sensor disks in a given range.

Таким образом, благодаря включению в выходы гл секций однофазной обмотки m индуктивных датчиков торцового зазора, установленных вдоль геометрических осей’ каждой из секций однофазной обмотки с диаметрально противопо- 2s ложной стороны, повышается точность датчика за счет исключения погрешностей от эксцентриситета и перекоса поверхностей дисков датчика.Thus, by including m inductive sensors of the end gap installed in the outputs of the h sections of the single-phase winding, installed along the geometrical axes of each of the single-phase winding sections with the diametrically opposite 2 s of the false side, the accuracy of the sensor is increased by eliminating errors from the eccentricity and misalignment of the surfaces of the sensor disks .

Если диск статора выполнен из немагнитопроводящего материала, например из алюминия, стекла, то на обращенной поверхности диска статора необходимо установить плоское кольцо из магнитопроводящего материала, расположенного под полюсами П-образных магнитопроводов датчиков 5—8 торцового зазора.If the stator disk is made of non-magnetic conductive material, for example, aluminum, glass, then on the reverse surface of the stator disk it is necessary to install a flat ring of magnetic conductive material located under the poles of the U-shaped magnetic conductors of sensors 5-8 of the end gap.

Claims (2)

Изобретение относитс  к электрическим маши нам малой мощности и может быть использовано и системах автоматики и измерительной техники в качестве преобразовател  перемещени  в электрический сигнал. Известен синусно-косинусный датчик, содержащий два диска, расположенных соосно, на обращенных сторонах которых размещены печатные обмотки, выполненные в виде радиальных токопровод щих проводников, соединенных между собой последовательно 1. На одном (первом) диске проводники, уложенные с шагом j- , где 2Zi - общее число проводников первого диска, образуют однофазную обмотку. На другом диске проводники, образующие двухфазную обмотку, разделены на секции, число которых дл  нониусных обмоток равно N 2(2.i - Zj) Проводники в каждой секции распределены с щагом, равным , , где 22 - общее число проводников второго ДИСКЕТ Диаметрально противоположные секции этой обмотки соединены между собой последовательно, образу  двухфазные (квадратурные) обмотки. Недостатком известного датчика  вл етс  наличие в выходном сигнале датчнка слагаемьнс, завис щих от эксцентрисистета геометрических осей и перекоса (торцового биени ) обращенных поверхностей дисков, что приводит к дополнительному угловому (фазовому) смещению выходных напр жений датчика, т.е. к снижению точности преобразовани  перемещени  в электрический сигнал. Известен также синусно-косинусный датчик угла, содержащий соосно установленные диски с печатными обмотками на обращенных друг к другу поверхност х дисков, одна из обмоток вьтопнена двухфазной, а друга  - однофазной, состо щей из m секций (где m 2), вдоль геометрических осей которых установлено m датчиков торцового зазора, которые подключены к соответствующим секци м однофазной обмотки, и выходные клеммы датчика 121. Однако указанное устройство обладает недостаточной точностью. Цель изобретени  - повыщение точности за счет уменьщени  вли ни  эксцентрисистета и перекоса обращенных поверхностей дисков. 37 JLii этогч) датчики торцового зазора выполFiein t Н11дуктнш1ыми с входными и выходными обмотками, размещенными на магнитопроводах например П-образных, входные обмотки каждого из датчиков торцового зазора подключены к соответствующим диаметрально противоположным секци м однофазной обмотки, а выходные обмотки последовательно соединены меж ду собой и подключены к выходным-клеммам датчика. На поверхности диска с многофазной обмоткой соосно с геометрической осью датчика угла может быть размещено магнитопровод щее кольцо. На фиг. 1 представлен датчик угла; на фиг. 2 - схема включени  синусно- косинусного датчика угла; на фиг. 3 - схема выполнени  двухфазной нониусной обмотки синусно-кисинусного датчика угла. Датчик содержит стальной диск 1 статора, на поверхности которого нанесена печатна  двух , фазна  обмотка 2, диск ротора 3 с печатной однофазной обмоткой 4, индуктивные датчики 5-8 торцового зазора, состо щие, например, из П-образного магнитопровода 9, корпус 10 и двух обмоток 11 и 12, намотанных на магнитопроводе 9 (дд  каждого из датчиков). Двухфазна  обмотка 2 разделена на секции число которых дл  датчиков с нониусными обмотками равно N 2(Z - Zj). Кажда  сек 2,z ци  содержит - проводников, соединенных последовательно. Диаметрально противоположные секции обмотки 2 статора 1 соединены между собой с образованием двух квадратурных (двухфазные) обмоток. Однофазна  обмотка ротора 3 разделена, например , на4 симметричные секдии 14-15, 16-17, 18-19, 20-21. Кажда  секци  содержит 2Z /4 проводников, последовательно соединенных-между собой. Индуктивные датчики 5-8 торцового зазора установлены вдоль геометрических осей секций однофазной обмотки ротора 3 с диаметрально противоположной стороны. Выводы 22 и 23 первичной обмотки 11 каж дого из датчиков 5-8 подключены к диаметрально противоположной секции обмотки ротора 3, т.е. выводы 22-23 датчика 5 подключены к секци м 18-19. Выводы 24 и 25 вторичной обмотки 12 каж дого из датчиков -5-8 соединены последователь но между собой, образу  выход (при запитке датчика угла со стороны двухфазной обмотки) однофазной обмотки синусно-косинусного датчи ка угла. При запитке датчика угла со стороны двухфазных стат.орных обмоток выводами 26-27 . и 28-29 (см. фиг. 1) в -секци х роторной обМОТКИ 4 индуктируютс  пе|)емеиные напр жени , амплитуды которых измен ютс  в (|)ункции от угла поворота ротора 3 по законам синуса (дл  синусной обмотки) и косинуса (дл  косинусной обмотки). Выходные напр жени  каждой из секций роторной обмотки поступают на запитку соответствующих диаметрально противоположных индуктивных датчиков 5-8 торцового зазора в соответствии, при этом на выходных обмотках 12 датчиков 5-8 индуктируютс  напр жени , обратно пропорциональные торцовому зазору (в месте установки датч1п ов 5-8) между поверхност ми дисков статора и ротора. При отсутствии эксцентриситета и перекоса поверхностей дисков статора и ротора ЭДС, наведенные во вторичных обмотках индуктивных датчиков 5-8, имеют одни и те же значени , при этом векторы ЭДС, наведенной в диаметрально противоположных секци х, например 14-15 и 18-19 роторной обмотки 4, равны друг другу по амплитуде и совпадают друг с другом по углу (фазе). При смещении геометрической оси статора по оси ОХ относительно центра вращени  вала ротора датчика угла векторы ЭДС, наведенной в секци х 14-15 и 18-19 роторной, обмотки 4 сдвинуты относительно первоначального положени  на равные углы, при этом, если за счет перекоса поверхностей дисков статора и ротора, торцовые зазоры между, поверхност ми дисков в месте расположени  секций 14-15, 18-19 не равны друг другу, амплитуды векторов ЭДС в секци х 14-15, 18-19 не равны друг другу, что приводит (без учета включени  индуктивных датчиков 5, 7 торцового зазора) к угловому повороту относительно первоначального положени  вектора, равного сумме векторов указанных ЭДС, а следовательно, и k погрешности преобразовани . Векторы ЭДС, наведенной в секци х 16-17 и 20-21 роторной обмотки 4, при смещении геометрической оси статора по оси ОХ практически не измен ют своего углового положени  относительно первоначального положени , которое они занимали при отсутствии эксцентриситета . При подключении секций 14-15 и 18-19 роторной обмотки 4 к первичным обмоткам индуктивных датчиков 7 и 5 соответственно на выходах вторичных обмоток 24-25 датчиков 7 и 5 индуктируютс  напр жени  практически равной амплитуды, а суммарный вектор ЭДС, полученный на выходе датчика, занимает первоначальное положение, который занимал суммарный вектор ЭДС при отсутствии эксцентриситета и перекоса.;дисков датчика угла. При смещении геометрической оси статора (или ротора) по оси ОУ относительно центра вращени  вала ротора, в датчике угла также произойдет угловое смещение и изменение ам плитуд векторов ЭДС, наведенных в секди х 16-17 и 20-21. Однако за счет включени  диаметрально противоположных датчиков 6 и 8 торцового зазора соответственно амплитуды век торов ЭДС наведенных во вторичных обмотках датчиков 6 и 8, также практически равны между собой, а суммарный вектор, полученный на выходе датчика, занимает также первоначальное положение, которое он занимал при отсутствии перекоса и эксцентриситета дисков датчика угла . Таким образом, в предлагаемом датчике угловое положение вектора суммарного напр жени , получершого на выходе однофазной обмот ки , а следовательно, и углова  точность датчика практически не завис т в заданном диапазоне от эксцентриситета и перекоса поверхностей дисков датчика. Таким образом, благодар  включению в выхо ды m секций однофазной обмотки m индуктивных датчиков торцового зазора, установленных вдоль геометрическ}о;. осей каждой из секций однофазной обмотки с диаметрально противоположной стороны, повышаетс  точность датчика за счет исключени  погрешностей от эксцентриситета и перекоса поверхностей дисков датчика. Если диск статора выполнен из немагнитопро вод щего материала, например из алюмини , стекла, то на обращенной поверхности диска статора необходимо установить плоское кольцо из магнитопровод щего материала, расположенного под полюсами П-образных магнитопроводов датчиков 5-8 торцового зазора. Формула изобретени  1.Синусно-кос1шусный дапик угла, содержащий соосно установленные диски с печатными обмотка ш на обращенных друг к другу поверхност х дисков, одна из обмоток вьгполнена двухфазной, а друга  - однофазной, состо щей из m секций (где m 2), вдоль геометрических осей которых установлено m датчиков торцавого зазора, которые подключены к соответствующим секци м однофазной обмотки, и выходные клеммы датчика, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности за счет уменьшени  вли ни  эксцентриситета и перекоса обращенных поверхностей дисков , датчики торцового зазора выполнены индуктивными с входными и выходными обмотками , размещенными на магнитопроводах, например , П-образных, входные обмотки каждого из датчиков торцового зазора подключены к соответствующим диаметрально противоположным секци м однофазной обмотки, а выходные обмотки последовательно соединены между собой , и подключены к выходным. клеммам датчика . 2.Датчик по п. 1, отличающийс  тем, что на поверхности диска с многофазной обмоткой соосно с геометрической осью датчика угла размещено магнитопровод щее кольцо. Источники информашш, прин тые во : внимание; при экспертизе 1.Бычагин Д. А. Поворотный шщуктосин, М.-Л., Энерги , 1969, с. 7-13. The invention relates to electric machines of low power and can be used in automation systems and measuring equipment as a transducer of movement into an electrical signal. A sine-cosine sensor is known, containing two disks arranged coaxially, on the reversed sides of which are printed windings made in the form of radial conducting conductors interconnected in series 1. In one (first) disk, conductors laid with step j-, where 2Zi - the total number of conductors of the first disk, form a single-phase winding. On the other disk, the conductors forming a two-phase winding are divided into sections, the number of which for the nonius windings is N 2 (2.i - Zj). The conductors in each section are distributed with a clamp equal to, where 22 is the total number of conductors of the second DISKET Diametrically opposite sections This winding is interconnected in series, forming a two-phase (quadrature) winding. A disadvantage of the known sensor is the presence in the output signal of a datum component depending on the eccentricities of the geometric axes and skew (face beat) of the reversed surfaces of the disks, which leads to an additional angular (phase) displacement of the output voltages of the sensor, i.e. to reduce the accuracy of converting movement into an electrical signal. Also known is a sine-cosine angle sensor that contains coaxially mounted disks with printed windings on facing surfaces of disks, one of the windings is two-phase, and the other is single-phase, consisting of m sections (where m 2), along whose axes there are m face gap sensors, which are connected to the corresponding sections of a single-phase winding, and the output terminals of the sensor 121. However, this device has insufficient accuracy. The purpose of the invention is to increase accuracy by reducing the influence of the eccentric system and the skew of the facing surfaces of the disks. 37 JLii etogch) end gap clearance sensors are made with input and output windings placed on magnetic cores, for example, U-shaped, the input windings of each of the end gap sensors are connected to the corresponding diametrically opposite sections of the single-phase winding, and the output windings are connected in series between each other and connected to the output terminals of the sensor. A magnetically conductive ring can be placed on the surface of a multiphase winding disk coaxially with the geometric axis of the angle sensor. FIG. 1 shows an angle sensor; in fig. 2 is a circuit for turning on a sine-cosine angle sensor; in fig. 3 is a diagram of a two-phase vernier winding of a sinus-acid-type angle sensor. The sensor contains a steel disk 1 of the stator, on the surface of which a printed two is applied, a phase winding 2, a rotor disk 3 with a printed single-phase winding 4, inductive sensors 5-8 of the end gap, consisting, for example, of a U-shaped magnetic circuit 9, body 10 and two windings 11 and 12, wound on the magnetic core 9 (dd of each of the sensors). The two-phase winding 2 is divided into sections, the number of which for sensors with vernier windings is N 2 (Z - Zj). Each sec 2, z qi contains - conductors connected in series. Diametrically opposite sections of the winding 2 of the stator 1 are interconnected with the formation of two quadrature (two-phase) windings. The single-phase winding of the rotor 3 is divided, for example, into 4 symmetrical sections 14-15, 16-17, 18-19, 20-21. Each section contains 2Z / 4 conductors connected in series with each other. Inductive sensors 5-8 end gap installed along the geometric axes of the sections of the single-phase winding of the rotor 3 with the diametrically opposite side. The terminals 22 and 23 of the primary winding 11 of each of the sensors 5-8 are connected to the diametrically opposite section of the winding of the rotor 3, i.e. Pins 22-23 of sensor 5 are connected to sections 18-19. Conclusions 24 and 25 of the secondary winding 12 of each of the sensors -5-8 are connected successively to each other, forming an output (when the angle sensor is powered from the two-phase winding) of the single-phase winding of the sine-cosine angle sensor. When powering the angle sensor from the side of two-phase stat.or windings with terminals 26-27. and 28-29 (see Fig. 1) in the rotor winding sections 4 are induced by ne |) earth voltages, the amplitudes of which vary in (|) functions from the rotation angle of the rotor 3 according to the sine (for sine winding) and cosine laws (for cosine winding). The output voltages of each of the rotor winding sections are supplied to the powering of the corresponding diametrically opposed inductive sensors 5-8 of the end gap in accordance, while the output windings 12 of the sensors 5-8 induce voltages inversely proportional to the end gap (at the place of installation of the sensor 5- 8) between the surfaces of the stator and rotor disks. In the absence of eccentricity and skewing of the surfaces of the stator and rotor EMF drives induced in the secondary windings of inductive sensors 5-8, have the same values, with the EMF vectors induced in diametrically opposite sections, for example 14-15 and 18-19 rotary windings 4, are equal to each other in amplitude and coincide with each other in angle (phase). When the stator geometry axis is shifted along the OX axis relative to the center of rotation of the rotor shaft of the angle sensor, the EMF vectors induced in sections 14-15 and 18-19 of the rotor, windings 4 are shifted relative to the original position by equal angles, if the stator and rotor, the end gaps between the surfaces of the disks at the location of sections 14-15, 18-19 are not equal to each other, the amplitudes of the EMF vectors in sections 14-15, 18-19 are not equal to each other, which leads (without enable inductive sensors 5, 7 end gap) to the angle turn relative to the initial position of the vector, equal to the sum of the vectors of the indicated emf, and, therefore, k conversion errors. The EMF induced in sections 16-17 and 20-21 of the rotor winding 4, when the geometric axis of the stator is displaced along the axis OX, practically do not change their angular position relative to the initial position they occupied in the absence of eccentricity. When sections 14-15 and 18-19 of the rotor winding 4 are connected to the primary windings of inductive sensors 7 and 5, respectively, the outputs of the secondary windings 24-25 of sensors 7 and 5 induce voltages of almost equal amplitude, and the total EMF vector obtained at the sensor output, occupies the original position, which occupied the total vector of the EMF in the absence of eccentricity and skew.; disk angle sensor. When the stator (or rotor) axis of the stator is displaced along the axis of the op-amp relative to the center of rotation of the rotor shaft, the angle sensor will also have an angular displacement and a change in the amplitudes of the EMF vectors induced in sections 16-17 and 20-21. However, due to the inclusion of diametrically opposite sensors 6 and 8 of the end gap, respectively, the amplitudes of the EMF vector torques induced in the secondary windings of sensors 6 and 8 are also almost equal to each other, and the total vector obtained at the output of the sensor also occupies the original position no skew and eccentricity of the angle sensor disks. Thus, in the proposed sensor, the angular position of the vector of the total voltage obtained at the output of the single-phase winding, and hence the angular accuracy of the sensor, almost does not depend in a given range on the eccentricity and skew of the surfaces of the sensor disks. Thus, due to the inclusion in the outputs of the m sections of the single-phase winding m of the inductive sensors of the end gap, installed along the geometrically; o ;. the axes of each of the sections of the single-phase winding on the diametrically opposite side increase the accuracy of the sensor by eliminating errors from the eccentricity and skewing of the surfaces of the sensor disks. If the stator disk is made of non-magnetic material, such as aluminum, glass, then a flat ring made of magnetic-conductive material located under the poles of the U-shaped magnetic cores of sensors 5–8 of the end gap must be installed on the reversed surface of the stator disk. Claim 1. A sinus-angular dipic of an angle containing coaxially mounted disks with printed windings w on facing each other surfaces of the discs, one of the windings is two-phase, and the other is single-phase, consisting of m sections (where m 2), along geometrical axes of which are installed m sensors of the end gap, which are connected to the corresponding sections of the single-phase winding, and output terminals of the sensor, characterized in that, in order to improve accuracy by reducing the influence of eccentricity and skewed reversed surfaces The discs of the face gap sensors are inductive with input and output windings placed on the magnetic cores, for example, U-shaped, the input windings of each of the face gap sensors are connected to the corresponding diametrically opposite sections of the single phase winding, and the output windings are connected in series with each other, and connected to the weekend. sensor terminals. 2. A sensor according to claim 1, characterized in that a magnetic conductive ring is arranged on the surface of a multiphase winding disk coaxially with the geometric axis of the angle sensor. Sources of information taken into account: attention; during examination 1. Bychagin D. A. Swiveling schshuktoshin, M.-L., Energie, 1969, p. 7-13. 2.Авторское сввдетельство СССР № 521636, кл. Н 02 К 24/08, 1974.2. Authors svdedelstvo USSR № 521636, cl. H 02 K 24/08, 1974.
SU782586946A 1978-03-06 1978-03-06 Sine-cosine angle sensor SU765945A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782586946A SU765945A1 (en) 1978-03-06 1978-03-06 Sine-cosine angle sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782586946A SU765945A1 (en) 1978-03-06 1978-03-06 Sine-cosine angle sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU765945A1 true SU765945A1 (en) 1980-09-23

Family

ID=20752056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782586946A SU765945A1 (en) 1978-03-06 1978-03-06 Sine-cosine angle sensor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU765945A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5598153A (en) Capacitive angular displacement transducer
US3961318A (en) Electrostatic position-measuring transducer
US3845377A (en) Rotational angle transducer
US4803425A (en) Multi-phase printed circuit board tachometer
JP2988597B2 (en) Rotational position detector
JPS6327701A (en) Angular position determining device
US3603869A (en) Device for producing direct voltage proportional to speed
CN109163747B (en) Single code channel absolute time grating angular displacement sensor
US4463299A (en) Capacitive sensor motor control system
SU765945A1 (en) Sine-cosine angle sensor
US4463333A (en) Transformer-type position transducer
CN113358009B (en) Hybrid position sensor
JPS58168913A (en) Detector for rotating position
JPS59147213A (en) Magnetic rotary sensor
JPS6158462A (en) Brushless speedometer generator and synchro
RU192378U1 (en) Dual Count Induction Reducer
JPS6350717A (en) Apparatus for measuring moving quantity
US3281682A (en) Hall effect tachometer using an eddycurrent rotor and flux focusing elements
RU194081U1 (en) Dual Count Induction Reducer
SU641481A1 (en) Angular position contact-free sensor
RU215099U1 (en) High Precision Rotary Transformer
CN210896953U (en) Annular transformer type brushless rotary transformer sensor
SU1025997A1 (en) Rotating shaft radial displacement checking pickup
SU817893A1 (en) Position sensor
JP2797021B2 (en) Torque measuring device