Преобразователь перемещений

Преобразователь перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„,>763670 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено23. 10. 78 (21) 2676596/25-28 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет

Опубликовано 15.09,80, Бюллетень Ио.34

Дата опубликования описания 20. 09. 80 (51)М. Кл.

G 01 В 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317. .39:531.71 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. A. Артюхов и Г. Л. Геравкер (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО ИНДУКТОСИНА

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть ис,пользовано,в частности для высокоточного измерения линейных перемещений. 5

Известны индуктивные преобразователи перемещений, содержащие относительно подвижные сосредоточенную обмотку и ферромагнитный сердечник (1з.

Недостатком их являются ограничен- 1О ная точность и относительно небольшой диапазон измеряемых перемещений.

Более совершенными в этом отношении являются преобразователи перемещений, выполненные в виде воздушного трансформатора (индуктосина), содержащего перемещающиеся одна относительно Другой группы распределенных обмоток.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению явля-, ется преобразователь перемещений, выполненный в виде линейного индуктосииа, содержащего относительно перемещающиеся линейку и головку и разме- 5 щенные на них, соответственно, обмотку возбуждения и приемные синусную и косинусную обмотки. В этом индуктосине с целью снижения влияния нестабильности воздушного зазора на пог- 3ц

1 решность индуктосина синусная и коси нусная обмотки разбиты на секции, чередующиеся вдоль обмоточного пространства и включенные так, чтобы токи в любых частях соседних секций имелИ противоположное направление t2j.

Однако разрешающая способность известного индуктосина ограничена технологическими воэможностями раэме» щения большого числа витксв на единк це длины линейки или головки.

Цель изобретения — повышение раз" решающей способности преобразователя индуктосина.

Поставленная цель достигается тем, что шаг t, обмотки возбуждения выпол нен неравным шагу с приемных синусной и косинусной обмотки, а ширина t витка в пределах одного шага каждой из обмоток выполнена одинаковой для всех обмоток и выбрана иэ условия, и)

А е-к

2 p p гдето,„, — ширина витка эквивалентной обмотки;

Г - длина равных между собой учас тков обмотки возбуждения и какой-либо одной иэ приемных обмоток;

7б3670 число пар полюсов обмотки возбуждения, укладывающихся на участке длиной число пар полюсов одной из приемных обмоток, укладывающихся на таком же участке длиной

5 целое число, равное наибольшему общему делителю чисел

Р; и Р»P

На фиг. 1 изображен преобразователь 0 перемещений, общий вид; на фиг. 2 схема выполнения его обмоток, Преобразователь перемещений, выполненный в виде ленточного индуктосина, содержит неподвижную линейку 1 и свя- 15 эываемую с контролируемым объектом головку 2. Головка и линейка разделены воздушным зазором. На линейке 1 размещена обмотка 3 возбуждения, а на головке 2 — приемные (синусная обмот- g() ка 4 и косинусная обмотка 5) . Витки всех обмоток индуксина имеют форму прямоугольных зигзагов, длинные стороны которых ориентированы перпендикулярно направлению контролируемого перемещения.

Расстояния между одноименными сторонами двух соседних витков, т.е. шаг обмотки 3 возбуждения и шаг приемных (синусной и косинусной) обмоток 4 и 5 выполнены неодинаковыми, а ширина C витков называемая минимальным полюсным расстоянием, выполнена у всех обмоток одинаковой.

Преобразователь работает следующим э5 образом.

При перемещении головки 2 с обмотками 4 и 5 относительно линейки 1 с размещенной на ней обмоткой 3 возбуждения, которая подключена к.источнику напряжения переменного тока, в приемных обмотках 4 и 5 будут индуктироваться, соответственно, напряжения

О и U описываемые следующими уравне« ниями в функции времени

U К + „co scot s i пят. I )

UK=K „ Ок„, „coscot cosÆ ( где О - выходное напряжение приемной синусной обмотки 4 (Ос

e ro амплитудное э наче ние ); рр

U„ - выходное напряжение приемной-конусной обмотки 5 (О„ -,„ его амплитудное значение);

К,р- коэффициент трансформации между обмоткой 3 возбуждения и приемными обмотками

4и5;

И = ЯМ„- угловая частота напряжения питания (несущая частота Ц . =2 о — угловая частота напряжения огибающей (частотами огиба- Ю ющей), зависящая от перемещения, Уравнения огибающих U< и О. выходных напряжений U, и U„, соответственно для синусной и косинусной обмоток 4 45 и 5, могут быть записаны в функции времени следующим образом "к ngйи 4ю =Ц„„,„Срэм. (3) или в функции перемещения

О . .и,.. З .гав

И +tKO коа = Оц,по Со& 2У вЂ” w (4) т ке где 1, - величина перемещения головки

2 относительно линейки 1; экв- эквивалентное полюсное расстояние (ширина витка эквивалентной обмотки).

Эквивалентное полюсное расстояние

t,„,îïðåäeëÿåò собой такое продольное перемещение головки 2 относительно линейки 1, которое соответствует полному периоду изменения фазы огибающих выходных напряжений приемных обмоток

4 и 5 и определяется выражением (2).

Обозначив через коэффициент К эм электрического преобразования масштаба

Р, Р

Кэм- )

К получим иэ уравнения (2), что э.э= ; <М.

Таким образом, коэффициент К» йоказывает, какое число эквивалентных полюсных расстояний т,„,укладывается на участке длиной 1, а следовательно, какому числу периодов изменения огибающих U„,и U. âûõîäíûõ напряжений индуктосина соответствует перемещеwe головки 2 на величину относительно линейки 1.

Чем меньше тэ„ индуктосина, тем выше его точность и разрешающая способность гэ„э /2Ji . Очевидно, что уменьшение > э может быть достигнуто увеличением коэффициента К электрического преобразователя масштаба, т.е. увеличением числа пар полюсов Р, и Р на участке обмоточного пространства индуктосина длиной 6 . Однако увеличение числа пар полюсов на участке неизменной длины, т.е. уменьшение ширины Т витков обмоток нндуктосина, ограничено технологическими воэможностями изготовления таких обмоток. Это ограничение преодолевается в данном изобретении за счет того, что обмотки индуктосина выполнены более разряженными по сравнению с обмотками известного индуктосина.

Разряженная обмотка отличается от обычной, выполняемой с шириной Г витка, равной половине шага t, пропуском по крайней мере одного или двух витков, что позволяет увеличить ширину проводника, из которого выполняется обмотка. Если же принять ширину проводника обычной обмотки за предельную, то выполнение разряженной обмотки таким проводником при соответствующем уменьшении остальных размеров (шага обмотки) приводит к уменьшению Т„, 763670 а следовательно, к увеличению, точ= ности индуктосина за счет большей разрешающей способности.

Следует, однако, отметить, что увеличение ширины проводника, а следовательно, и ширины C витка ограничено условием (2), так как при увеличении t уменьшаются амплитуды огибающих 0„ и О„„и при Г=Т„ зти огибающие вйрождаются в прямые, т.е. эффект взаимодействия разреженных обмоток исчезает.

Формула изобретения

Преобразователь линейного индуктосина, содержащего относительно пере-, мещающиеся линейку и головку и размещенные на них, соответственно, обмотку возбуждения и приемные синусную и косинусную обмотки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, шаг t, обмотки возбуждения выполнен неравным шагу tq приемных синусной и косинусной обмоток, а ширина T витков в пределах одного шага каждой из обмоток выполнена одинаковой для всех обмоток и выбрана из условия 3IES ь, .р

ЭК6 р.р

1 где т„ - ширина витка эквивалентной обмотки; длина равных между собой участков обмотки возбуждения и какой-либо одной из прием-!

О ных обмоток; р — число пар полюсов обмотки возбуждения, укладывающихся на участке длиной 1 р, †.число пар полюсов одной иэ приемных обмоток, укладываю15 щихся на таком же участке длиной ;

К вЂ” целое число, равное наибольшему общему делителю чисел р1 и ра.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкан Д. И. и др. Датчик контроля и регулирования, "Машиностроение", 1965, с. 80.

2. Патент CIA 9 2915722, 336-115, 1957 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 6593/13

Тираж 801 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4