Индуктосин
Иллюстрации
Реферат
(i i) 752647
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сена Йеетсних
Сацналистичесиих
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 10.05.76 (21) 2361861/24-07 (51) М Кл з
H 02К 24/00
G 08С 19/40 с присоединением заявки №
ГасУдеРстеенный комет; (23) Приоритет л лем н,об етений- (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (53) УДК 621.314.214.2 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.07,80 (72) Авторы изобретения А. B. Корицкий, 8. А. Игнатов, В. А. Мордвинов, Т. Д. Королева, М. В. Кожевников и М. И. хижин
Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (54) И НДУКТОС И Н
Изобретение относится к устройствам для преобразования аналоговых величин в цифровой код и предназначено преимущественно для измерения угловых и линейных перемещений.
Известно устройство для измерения угловых и линейных перемещений — многополюсный трансформатор с плоскими торцовыми обмотками, получивший название индуктосин. Индуктосины (поворотный илп Ip линейный) содержат подвижную и неподвижную части с плоскими обмотками. Первичную и вторичную обмотки располагают на обращенных друг к другу торцовых поверхностях взаимно подвижных частей (1). П
Известное решение имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что обмотки возбуждения отделены от выходных обмоток воздушным зазором. Это приводит к ограничению плотности расположения 2р проводников и соответственно к ограничению передаточного отношения электрической редукции в заданных габаритах.
Известен также индуктоспн, содержащий плоские подвижный и неподвижный элементы с первичной и вторичной обмотками.
Вторичная обмотка расположена на неподвижном элементе, а первичная на подвижном (2). Это техническое решение является наиболее близким к изобретению по своей 30 сущности и получаемому результату. Недостатком его является то, что из-за размещения обмоток на подвижной части возникает необходимость применять коллекторпый узел, который усложняет конструкцию, является источником значительных дополнительных погрешностей индуктосина, вызванных электромагнитными наводками, и приводит к снижению надежности устройства.
Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что на неподвижном элементе индуктоcèHà поверх вторичных обмоток расположена изотропная фоточувствительная полупроводниковая пластина, отделенная от вторичных обмоток изоляцией и сосдинснная со стороны лобовых часте i втори шых обмоток с токопроводящими шинами, к которым подведено переменное напряжение, а освещаемыи источником света подвижный элемент выпо IHcH пз оптически прозрачного материала с пепрозрачнымп полосами, расположенпымп параллельно активным проводникам вторичных обмоток, причем расстояние между непрозрачными полосамн превышает полюсное деление вторичных обмоток в целое число раз.
Изобретение пояснястся чертежом, на ко40
60 тором схематически изображен линейный индуктосин в соответствии с изобретением.
На неподвижном элементе 1, выполненном, например, из магнитного материала, размещена вторичная обмотка 2. Обмотка 2 может быть однофазной или многофазной в зависимости от режима использования индуктосина. Поверх обмоток 2 расположена фоточувствительная полупроводниковая пластина 3, отделенная от обмоток изоляционным слоем 4. Пластина 3 соединена со стороны лобовых частей вторичных обмоток с двумя расположенными в той же плоскости проводящими шинами 5, к которым. подведено переменное задающее напряжение от отдельного источника. Подвижный элемент б выполнен из оптически прозрачного материала. На поверхности оптически прозрачного материала размещены непрозрачные полосы 7, расположенные параллельно активным проводникам вторичных обмоток. Расстояние между непрозрачными полосами превышает полюсное деление вторичных обмоток, в целое четное число раз, Оно может быть равно шагу обмоток или отличаться от него в случае необходимости снижения уровня высших пространственныхх гармоник.
Подвижная часть отделена от неподвижной воздушным зазором.
Индуктосин работает следующим образом.
Лучи света от отдельного источника освещения (может быть естественное освещение) проникает через элемент 6 на фоточувствительную проводящую пластину 3, создавая на ней освещенные и затемненные полосы, соответствующие полосам 7 на чертеже. Эти полосы образуют между шинами
5 участки с низким сопротивлением — до
10 — 50 Ом (токопроводящие). По токопроводящим полосам-участкам протекает переменный ток, подведенный к шинам 5 от внешнего источника. Ток в полосах вызывает появление магнитного поля, пронизывающего вторичные обмотки 2, расположенные также, как и пластина 3 на неподвижной части и отделенные от него изоляционным слоем. Электромагнитное поле наводит в проводниках вторичной обмотки 2 ЭДС.
Величина этой ЭДС или фазовый сдвиг (в зависимости от режима работы индуктосина) определяется положением освещенных участков-полос с током относительно вторичных обмоток. При перемещении подвижной части положение полос также меняется, что приводит к изменению выходной
ЭДС. Расстояние между непрозрачными (или прозрачными) полосами превышает полюсное деление вторичных обмоток, на5
35 пример, в целое четное число раз. Это необходимо для обеспечения требуемого чередования токов в активных проводниках вторичной обмотки, так как ток во всех освещенных участках светочувствительного слоя направлен от одной из шин 5 к другой.
Другая величина расстояния может быть выбрана для снижения содержания высших пространственных гармоник в кривой, огибающей выходную ЭДС. Снижение содержания высших пространственных гармоник в кривой, огибающей ЭДС, можно достичь и расположив непрозрачные полосы 7 на подвижной части под некоторым углом по отношению к активным проводникам выходной обмотки 2.
В качестве фоточувствительного материала может быть использован, например, арсенпд галлия GaAs (1=0,4 —:0,8 мкм — видный диапазон), позволяющий создавать в освещенных участках плотность тока до 5—
7 а/мм, что соизмеримо с током в первичных обмотках известного индуктосина. Изоляционный слой 4, отделяющий проводники обмотки 2 статора от фоточувствительной пластины 3 может быть очень тонким (единицы микрометров, например, при изготовлении его методами вакуумного напыления), что меньше воздушного зазора между обмотками возбуждения и выходной в известном индуктосине, где зазор составляет сотни микрометров. Поэтому уровень выходной ЭДС, а соответственно, и точность предлагаемого датчика в 3 — 5 раза выше известного. Малый зазор улучшает характер распределения магнитного поля в области вторичных обмоток, что также существенно повышает точность индуктосина.
Формула изобретения
1. Индуктосин, содержащий источник света, обращенные друг к другу плоские подвижный и неподвижный элементы с первичной и вторичной обмотками, вторичная обмотка расположена на неподвижном элементе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, он снабжен источником света, первичная обмотка выполнена в виде пластины из изотропного фоточувствительного полупроводникового материала, установленного изолированно на вторичной обмотке, к торцам пластины в зоне лобовых частей вторичной обмотки примыкают токопроводящие шины с выводами, для подключения источника переменного тока, а подвижный элемент, установленный против источника света, выполнен из оптически прозрачного материала с непрозрачными полосами, причем расстояние
Составите,,I> Ь. f о\1аоов
Редактор В. Левитов
Тскрсд Л, Ка .чышникова
Коррскт,>p P. Беркович
Заказ 1461, 4 Изд 1№ 389 Тираж 798 11одппсиос
НПО «Поиск» Государствснного ко:иптета СССР по дсп".ги изоорстсиий п открытий
113035, Москва, )К-35, Раушская нао., д. 4,5
Типография, пр. Сапунова, 2 между полосами превышает полюсное деление вторичной обмотки в целое четное число раз.
2. Индуктосин по п. 1, отл и ч а ю 1ц и йся тем, что непрозрачные полосы расположены со скосом относительно его поперечной оси.
Источники информации, принятые во вппманпе при экспертизе
1. Ахметжанов А. А. Системы передачи угла повышенной точности, М.-Л. «Энер5 гия», 1966, с. 82 — 84.
2. Патент США № 3202948, кл. 336-115, 1965.