SU879287A1 - Датчик угловых перемещений - Google Patents

Description

Изобретение относится к контроль· ногизмерительной технике и автоматике и может быть использовано, в частности, для измерения угловых перемещений.

Известны датчики индукционного типа для измерения угла, содержащие ' многополюсные первичные и вторичные обмотки, поворотные трансформаторы, индуктосины [1]. Высоная точность таких датчиков достигается за счет большого передаточного отношения электрической редукции.

Недостатком этих датчиков является неоднозначность измерения перемещений в диапазоне 360°, так как период изменения выходного сигнала датчика составляет 360°/р, где р - число пар полюсов выходной обмотки.

Иа.вестны также многоотсчетные дат— чики угловых перемещений, позволяющие .однозначно определять угловое перемещение в пределах 36(ГС2].

Количество отсчетов в таких датчиках определяется величиной электрической редукции канала точного отсчета и точностью, которая может быть реализована в каналах грубого и точного отсчетов.

При двухотсчетной системе величина электрической редукции канала точного отсчета ограничивается величиной погрешности канала грубого отсчета. Для высокоточных систем (порядка единиц угловых секунд) двухотсчетная система трудно реализует* ся из-за высоких требований к точности канала грубого отсчета. При этом применяют трехотсчетные системы с каналами точного, промежуточного и грубого отсчетов.

Недостатком многоотсчетных систем являются трудно устранимые составляющие погрешности, обусловленные взаимным влиянием различных каналов.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и з 879287 достигаемому эффекту является датчик угловых перемещений, содержащий относительно подвижные статор и ротор с размещенными на одном из них двухфазными обмотками первого и второго 5 отсчетов, а на другом - однофазными обмотками первого и второго отсчетов £з) · Датчик выполнен двухотсчетным.

Обмотки первого отсчета выполнены ю с p-числом пар полюсов, а обмотки второго отсчета выполнены с числом пар полюсов в несколько раз меньшим, чем число пар полюсов обмоток первого отсчета, но в несколько раз превы- 15 шающим единицу.

Недостатками этого датчика являются неоднозначность съема информации, так как период изменения наведенной ЭДС в обмотке второго отсчета в ₂₀ несколько раз больше периода изменения наведенной ЭДС в обмотке первого отсчета* но в несколько раз меньше 360°. Для получения однозначного съема информации в этом датчике необ- ₂₅ ходимо дополнительно использовать обмотки грубого отсчета с числом пар полюсов, равным 1, что усложняет его конструкцию. Кроме того, точность измерения во втором отсчете значи- ₃θ тельно ниже по сравнению с точностью измерения в первом отсчете, так как количество проводников обмотки второго отсчета в несколько раз меньше. В связи с этим величина электрической редукции в первом отсчете, обу- ³⁵ словленная погрешностью во втором отсчете, ограничена.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, ⁴⁰ что обмотки второго отсчета на статоре и роторе выполнены с одинаковым числом пар полюсов, отличающимся на +1 от числа пар полюсов обмоток первого отсчета. ^4ί

На чертеже представлена электрическая схема датчика угловых перемещений »

Датчик содержит статор и ротор (на чертеже не показаны), на одном 50 из которых размещены двухфазные обмотки; 1 и 2 первого отсчета и двухфазные обмотки 3 и 4 второго отсчета, подключенные к зажимам 5 и 6, предназначенным для подвода двух- 55 фазного напряжения питания ипц s i noJt и Um^cosWt. Однофазная обмотка 7 первого отсчета, индуктивно связан ная с двухфазными обмотками 1 и 2 первого отсчета, имеет, как и эти обмотки, число пар полюсов, равное р. Однофазная обмотка 8 второго отсчета, индуктивно связанная с двухфазными обмотками. 3 и 4 второго отсчета, имеет, как и эти обмотки, число пар полюсов р+1, т.е. отличающееся на 1 от числа пар полюсов обмоток первого отсчета.

Датчик-угловых перемещений работает следующим образом.

При подаче двухфазного напряжения питания Um^sinuA и Um^costtJt на зажимы 5 и 6 датчика и перемещении на угол d статора относительно ротора в однофазной обмотке 7 первого отсчета наводится ЭДС Um^s i n (Urt+pol) , а в однофазной обмотке 8 второго отсчета ЭДС .Urn^sin[itA+ (р+1 )d J , где р - число пар полюсов обмоток первого отсчета. Разность фаз между напряжением питания Um^sinClt и выходной ЭДС Um2s1n(it+ + pcj обмотки 7 первого отсчета равна RX-, т.е. информация однозначна в пределах 360°/р.

Разность фаз между ЭДС, наводимыми в обмотках первого и второго отсчетов UmgSin((t)t+p«O и Um i η+ + (ρ+1 )οί J , равна eL , т.е. информация однозначна в пределах 360°.

Датчик позволяет получить информацию точного рсСи грубого сЬ отсчетов с практически одинаковыми погрешностями, так как разница между числом пар полюсов обмоток обоих отсчетов составляет 1.

Благодаря этому повышаются точность и разрешающая способность датчика.

Применение двухотсчетной системы, включающей в себя обмотки двух отсчетов с числами пар полюсов р и р+1, дает возможность получить в пределах одного оборота ротора однозначную информацию об его угле поворота. Причем однозначность этой информации не зависит от выбранного числа пар полюсов р, вследствие чего снимаются ограничения, накладываемые «а величину электрической редукции первого отсчета погрешностями второго отсчета.

Claims (3)

1.Электромеханические преобразова тели угла с электрической редукцией,

5 М., Энерги , 1978, с. 115-148.

2.За вка Франции 9 2176326, G 01 В 7/00, 1973.

кл,

3. За вка Франции 2170406, кл. G 01 В 7/00, 1973 (прототип).

-

U sinfut p e)

(Jmj f Lut-fff f)