SU838317A1

SU838317A1 - Bicoordinate angle sensor

Info

Publication number: SU838317A1
Application number: SU792816784A
Authority: SU
Inventors: Валерий Алексеевич Голубев; Анатолий Андреевич Акишин
Original assignee: Предприятие П/Я В-2431
Priority date: 1979-09-07
Filing date: 1979-09-07
Publication date: 1981-06-15

Description

(54)ДВУХКООРДИНАТИЫЙ ДАТЧИК УГЛА(54) TWO-COORDINATED ANGLE SENSOR

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам, преобразующим угловое перемещение в пропорциональный элект рический сигнал, и может быть использовано в навигационной технике, в частности в гидроприборах. Известны двухкоординатные датчики угла, содержащие статор с диаметраль но расположенными на стержн х магнит провода сосредоточенными катушками индуктивности, и вращающийс ротор, выполненный в виде шарового сегмента и подвижный относительно осей, ортогональных оси его вращени р Недостатками этих устройств вл ю с сложность конструкции статора и ротора, значительный уровень помех, определ емых паразитной модул цией электрического сигнала вращающимс ротором, мала помехозащищённость от внешних электромагнитных полей и сравнительно большие габариты. Наиболее близким к изобретению вл етс двухкоординатный датчик угла, содержащий неподвижныйстатор,закрепленные на статоре диаметрально противоположно по двум ос м координат парные катушки индуктивности и вращанидийс кольцевой ротор, установленный с возможностью смещени в плоскост х , перпендикул рных его оси вращени , се зывае1«1Й с контропируемым объектом в процессе измерени . Статор этого датчика выполиен в виде кольцевого магнитопровода с четьфьм торцовыми выступами на поверхности,обращенной к ротору, на каждом из которых устаиовлена сосредоточенна катушка индуктивнос1« Недостатка в{ данного датчика вл ютс наличие погрешности,обусловленной локальным зонцированием сосредоточенной на ферромагнитном выступе статора катушки индуктивности вращающегос ротора и св занной как с неоднородностью магнитных свойств,так;The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices that convert angular displacement into a proportional electric signal, and can be used in navigation technology, in particular, in hydraulic instruments. Two-coordinate angle sensors are known that contain a stator with a wire magnet diametrically located on the rods with lumped inductors and a rotating rotor made in the form of a ball segment and moving relative to the axes orthogonal to its axis of rotation. The disadvantages of these devices are the complexity of the stator and rotor design , a significant level of interference, determined by the parasitic modulation of an electric signal by a rotating rotor, there is little noise immunity from external electromagnetic fields and compare no big dimensions. Closest to the invention is a two-coordinate angle sensor containing a fixed stator, coupled to the stator diametrically opposite in two axes of coordinates are twin coils of inductance and rotary indian ring rotor mounted with a possibility of displacement in planes perpendicular to its axis of rotation, with 1: 1 sec. the controlled object in the measurement process. The stator of this sensor is made in the form of an annular magnetic circuit with four end protrusions on the surface facing the rotor, each of which has a concentrated inductance coil 1 "The deficiency in {of this sensor is the presence of an error due to local sounding of the inductance of the rotating coil on a ferromagnetic stator and associated with both the heterogeneity of the magnetic properties and the like;

с неплоскостностью последнего, плоа помехозащищенность от вли ни нешних магнитных полей и сравнительно большие габариты, обусловленные азмещением катушки индуктивности на ыступах статора.with the flatness of the latter, the noise immunity from the influence of external magnetic fields and relatively large dimensions due to the inductance of the coil on the stator tabs.

Цель изобретени - увеличение помехозащищенности и уменьшение габаитов датчика.The purpose of the invention is to increase noise immunity and reduce sensor gabits.

Эта цель достигаетс тем, что на торцовой поверхности статора, обращенной к ротору, выполнены глухие цилиндрические отверсти , центры которых расположены по окружности на ос х координат и между ними, катушки индуктивности выполнены в виде р да плоских секций, установленных в этих отверсти х,а секции,наход щиес вотверсти х попарно симметрично расположенных относительно координатных сей,соединены между собой последовательно-согласно .This goal is achieved by the fact that deaf cylindrical holes are made on the end surface of the stator facing the rotor, the centers of which are located circumferentially on the coordinate axes and between them, the inductors are made of a series of flat sections installed in these holes, and the sections located in the holes x symmetrically arranged in pairs with respect to the coordinate axis are interconnected in a consistent manner.

Высота плоских секций катушек индуктивности равна глубине глухих отверстий статора.The height of the flat sections of the inductors is equal to the depth of the blind holes of the stator.

На фиг. 1 схематически представлен атчик, фронтальна проекци на фиг.2размещение катушек индуктивности на торцовой поверхности статора.FIG. Figure 1 shows schematically an atchik, a frontal projection in Fig. 2, the arrangement of inductance coils on the end surface of the stator.

Датчик состоит из статора 1 с размещенными в нем катушками 2 индуктивности вращающегос относительно оси кольцевого ротора 3, выполненного из ферромагнитного материала, установленного с возможностью смещени относительной осейХХ. иУУ в плоскост х, перпендикул рных оси erq вращега1 . Статор 1 представл ет собой кольцо из ферромагнитного материала, на обращенной к ротору 3 поверхности 4 которого выполнены глухие цилиндрические отверсти 5. Центры отверстий выполнены по окружности на ос х координат ХХ УУ и мезвду ними. Катушки 2 индуктивности выполнены в виде р да плоских секций 6 установленных в указанных глухих цилиндрических отверсти х 5, и образуютс при последовательно согласном соединении плоских секцийJ наход щихс в отверсти х попарно симметрично расположенных относительно координатных осей.,The sensor consists of a stator 1 with coils 2 of an inductance rotating in relation to the axis of the ring rotor 3, made of a ferromagnetic material, installed with the possibility of displacing the relative axes ХХ. iUU in planes perpendicular to the erq axis of rotation. The stator 1 is a ring made of a ferromagnetic material, on the surface 4 facing which there are blind cylindrical holes 5 on the surface 4 facing. The centers of the holes are made around the circumference on the axes of the coordinates of the XX UY and mezvdu. The inductance coils 2 are made in the form of a series of flat sections 6 installed in said blind cylindrical holes 5, and are formed with a consistently consistent connection of flat sections J located in the holes arranged in pairs symmetrically relative to the coordinate axes.

Принцип работы двухкоординатного датчика угла по каждой координате одинаков. Поэтому рассмотрим работу датчика только по одной координате, например по X.The principle of operation of the two-coordinate angle sensor for each coordinate is the same. Therefore, we consider the operation of the sensor in only one coordinate, for example, in X.

При отсутствии преобразуемого перемещени вращак«цегос ротора 3 относительно оси ХХ ротор расположен таким образом, что индуктивности диаметрально противоположных катушек 2 индуктивности равны. При этом рассто нии мелщу ротором 3 и каждой из катушек 2 индуктивности одинаковы. Отклонение ротора 3 от начального положени вокруг оси XX приводит к изменению индуктивности катушек 2 . При этом рассто ние между ротором 3 и одной из катушек 2 индуктивности уменьшаетс , и соответственно увеличиваетс р-ассто ние между ротором 3 и другой катушкой 2 индуктивности.In the absence of convertible movement of the rotation of the rotor tsegos 3 about the axis XX, the rotor is positioned in such a way that the inductances of the diametrically opposite inductance coils 2 are equal. In this distance, the crush on the rotor 3 and each of the inductors 2 are the same. The deviation of the rotor 3 from the initial position around the axis XX leads to a change in the inductance of the coils 2. Here, the distance between the rotor 3 and one of the inductors 2 is reduced, and accordingly the p-distance between the rotor 3 and the other inductance 2 increases.

Результатом этого вл етс увеличение индуктивности одной катушки и соответственно уменьшение индуктивности другой, пропорциональные углу поворота ротора 3.The result is an increase in the inductance of one coil and, accordingly, a decrease in the inductance of another, proportional to the angle of rotation of the rotor 3.

Дифференциальное изменение индуктивностей катушек 2 индуктивности может быть измерено известными способами (например с помощью мостовых измерительных схем.The differential change in inductance of coil 2 inductance can be measured by known methods (for example using bridge measuring circuits.

Claims

1. A two-axis angle sensor containing a stationary stator mounted diametrically opposite to the two axes of coordinates is a pair of inductors and a rotating ring rotor mounted with the possibility of displacement in planes perpendicular to its axis of rotation associated with the object being monitored the measurement process, characterized in that, in order to increase the noise immunity and reduce the overall dimensions, on the end surface of the stator facing the rotor, blind cylindrical holes, centers which are located circumferentially on the axis of coordinates and between them, the inductors are made in the form of a series of flat sections installed in these holes, and the sections located in the holes symmetrically arranged in pairs with respect to the coordinate axes are interconnected .

2. A sensor according to claim 1, characterized in that the height of the flat sections of the inductors is equal to the depth of the blind holes in the stator.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 343150, cl. Q01D 5/20, 1972.

2. Details and components of hygroscopic devices, Atlas of constructions. M. , Mechanical Engineering, 1975, p. 173, 175.

-

3. US Patent No. 3.354.726 N.C. 74-5 1967 (prototype).

dl.