SU881525A1 - Индуктивный датчик положени - Google Patents

Description

1Изобретение относитс  к устройствам автоматического контрол  пере-. мещеиий, а именно к датчикам положени  ротора машин и механизмов.

Известен индуктивный датчик перемещений , содержащий согласующий трансформатор и чувствительные индуктивные элементы, подключенные к вторичной обмотке согласующего трансформатора, выполненной из двух последовательно соединенных секций, средн   точка соединени  которых через ре;зистор нагрузки соединена с точкой соединени  обмоток чувствительных элементов 1.

Недостаток этого датчика состоит в сравнительно низкой точности из-за неидентичности температурных характеристик плеч моста, который образуют чувствительные элементы с секци ми вторичной обмотки согласующего трансформатора.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению  вл етс  индуктивный датчик положени , например дл  бесконтактного электродвигател  посто нного тока, выходные обмотки которого через согласующие трансформаторы подключены к фазочувствительным усилител м-демодул торгил

на транзисторах, в коллекторную цепь каждого транзистора включена дополнительна  обмотка положительной обратной св зи,размещенна  на согласующем трансформаторе.Датчик вырабатывает пр моугольные двухпол рные выходные сигналы, каждый из которых позвол ет высокоэффективно управл ть двум  работающими в противофазе силовыми транзисторами коммутатора вентильного электродвигател  2.

Недостатками известного датчика  вл ютс  относительна  сложность изза большого требуемого числа размещенных на статоре индуктивных чувствительных элементов и трудность получени  выходнЕ с сигналов с измен емой по заданному закону относительной длительностью импульсов противоположной пол рности, необходимых дл  реализации экономичных вентиль;ных двигателей с регулируемой частотой вращени . Указанные недостатки усложн ют технологию изготовлени  датчиков, обусловливают большое число св зей (проводов) между его чувствительными и преобразующими элементами , затрудн ют миниатюризацию и снижают надежность управл емых ими вентильных двигателей.

Цель изобретени  - повышение надежности датчика.

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в индуктивный датчик положени , содержащий чувствительный элемент, один конец обмотки которого подключен к одному концу первичной обмотки согласующего трансформатора , выполненной из двух пос1 ледовательно соединенных секций,

средн   точка которых через выходную обмотку питающего трансформатора и резистор соединена с вторым концом обмотки чувствительного элемента, вторичные обмотки согласующего трансформатора соединены с входами фазочувствительного демодул тора, введены трехстержневый магнитопровод с первичной и вторичной обмотками и источник тока подмагничивани , подключенный к первичной обмотке трехстержневого магнитопровода, один конец вторичной обмотки которого соединен с вторым концом первичной: обмотки согласующего трансформатора, а другой конец - с вторым концом обмотки чувствительного элемента.

На .фиг. 1 приведена электрическа  схема индуктивного датчика положени ; на фиг, 2 - вариант выполнени  датчика с подмагничиванием полем посто нного магнита; на фиг. 3 - временные диаграммы, по сн ющие принцип работы датчика.

Индуктивный датчик положени  содержит чувствительный элемент 1, на который воздействует поле посто нного магнита 2, закрепленного на роторе , трехстержневьай магнитопровод 3, источник 4 тока подмагничивани , согласующий трансформатор 5, резистор 6, фазочувствительный демодул тор 7, питающий трансформатор 8. Фазочувствительный демодул тор 7 собра на диоде 9 транзистора 10, питаемом от преобразовател  повышенной частоты (не показан) через трансформатор 8, выходную обмотку 11, выпр мительный мост 12, сглаживающий фильтр, содержащий конденсатор 13 и резистор 14, и нагрузку, например блокированные диодами 15 и 16 встречно и последовательно включенные база-эмиттерные переходы силовых транзисторо .в 17 и 18 коммутатора вентильного дйигател  (не показан), Входные и вь ходные цепи транзистора 10 подключены к обмоткам согласующего тра 1Сформатора 5.

ilpji подаче напр жени  от трансФорматора 8 на датчик в цеп х чувствительного элемента 1 магнитопровода 3 текут токи ±2, и ijсоответственно (фиг. 3 а и б) величины которых определ ютс , при прочих равных , услови х, магнитным состо нием магнитопроводов этих чувствительных элементов. При вращении магнита 2 (фиг. 1 и 2) сердечник чувствительного элемента 1 периодически насыщаетс , и в его цепи по вл етс  ток ±2/ модулированный по амплитуде (фиг. 3 а. ), Так как магнитопровод Л ненасыщен, когда индукци  подмагничивающего магнитного пол  равна нулю (магнит на фиг. 2 удален от магнитопровода 3 или отсутствует ток подмагничивани , создаваемый источником тока 4 на фиг, 1), то ток в его цепи всегда меньше тока в цепи чувствительного элемента 1, в окрест ност х которого индукци  магнитного пол  .всегда отлична от нул  за счет полей рассеивани  магнита 2. Поэтому пол рность напр жени  на нагрузке датчика определ етс  фазой тока в цепи чувствительного элемента 1 (фиг. 3 г).

В момент времени, когда вращаю-, щийс  магнит 2 удал етс  от магнитбпровода Чувствительного элемэнта 1, последний выходит из насыщзни , уменьшаетс  ток в его цепи и падение напр жени  на резисторе 6, вследстви ч.его увеличиваетс  напр жение, приложенное к обмотке магнитопровода 3, и магнитопровод 3 выходит на границу насыщени  (средн   часть диаграммы на фиг. J 6J. Поэтому даже при небольшом увеличении индукции подмагничивающего магнитного пол  в магнитопроводе 3 (при увеличении подмагничивающего тока источника 4) в эти моменты времен.и происходит насыщение магнитопровода 3 и увеличение тока i (фиг, 3 в) до значени больших, чем в цепи чувствительного элемента 1, На обмотках трансформатора 5 по вл етс  напр жение, модулированное по фазе и амплитуде. При инвертировании фазы выходного сигнала фазочувствительный демодул тор 7 обеспечивает изменение пол рности напр жени  Цц на нагрузке (фиг, 3 д)

Дальнейшее увеличение индукции подмагничивающего магнитного пол  в магнитопроводе 3 вызывает еще большее возрастание тока i в его цепи, что, в свою очередь, обеспечивает увеличение интервала времени между двум  очередными инвертировани ми фазы напр жени  на обмотках трансформатора 5, и, как следствие, увеличение длительности импульса напр жени  U| с пол рностью, определ емой фазой тока i з f а также соответственное уменьшение длительности импульса этого напр жени  с пол рностью, определ емой фазой тока (фиг, 3 е),

Указанное свойство предложенного датчика измен ть относительную длительность равнопол рных импульсов напр жени  на его нагрузке может быть использовано при построении вентильных двигателей, у которьох регулирование и стабилизаци  скорости вращени  осуществл етс  широтно-импульсным способом (ШИМ) с естественной частотой следовани  импульсов ШИМ т.е. наиболее экономично.

Claims (2)

1.Борзов М.И. Индуктивные преобразователи угла в код. М.,

5 Энерги , 1970, с. ЗЬ.

2.Авторское свидетельство СССР 377850 кл. G 08 С 19/06,

1969 (прототий).

P r rvj VVVrV v.r.u

u)i

A

Д-ЧА

v

wt

/H

jr

-

гу

fft