Магнитный преобразователь угла

Магнитный преобразователь угла относится к измерительной технике и предназначен для измерения угловых размеров, где требуется надежное сочленение преобразователя с объектом пользователя, при малых радиальных габаритах устройства. Магнитный преобразователь угла содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из основной 2 и присоединительной 3 частей, и упругий элемент 4. Внутри части 2 размещены плата обработки 7 с магниточувствительным элементом 8, магнит 13, шарикоподшипники 9, вал 10. В плоскости осей крепежных элементов 12 вала 10 выполнены сквозные радиальные отверстия 14 в части 2. Часть 2 выполнена с защитной крышкой 5, установленной с торца части 2 и соосно с ней. На крышке 5 нанесена стрелка 6 указателя направления увеличения кода преобразователя. Часть 3 сопряжена с объектом пользователя и имеет сквозные радиальные отверстия 15. Элемент 4 расположен между частью 3 и частью 2 соосно с ними. Расположение элемента 4 соизмеримо с плоскостью расположения шарикоподшипников 9 в части 2. Часть 2, часть 3 и элемент 4 выполнены в виде единого корпуса 1 цилиндрической формы. Техническое решение преобразователя позволяет уменьшить радиальные габариты преобразователя, повысить и расширить его эксплуатационные возможности, упростить конструктивное выполнение, сократить номенклатуру деталей и обеспечить надежный визуальный обзор относительно направления увеличения кода при сопряжении и стыковке преобразователя с объектом пользователя, 4 ил.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения угловых размеров, где требуется надежное сочленение преобразователя с объектом пользователя, при малых радиальных габаритах устройства.

Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, расположенные в корпусе, вал с углублением, магнит, закрепленный в углублении вала, плату обработки, установленную в корпусе, магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки, RU 72318 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 10.04.2008.

Недостатком известного магнитного преобразователя является отсутствие встроенной компенсирующей муфты и сложность его стыковки с вращающимся валом объекта пользователя, что снижает эксплуатационные возможности устройства.

Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, вал, магнит, установленный на валу, плату обработки с магниточувствительным элементом, защитную крышку, RU 72320 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 10.04.2008.

У известного преобразователя отсутствует указатель направления увеличения кода, что усложняет стыковку устройства с объектом пользователя, а это особенно важно для преобразователей с абсолютным отсчетом.

Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, вал с отверстием, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки, установленную в корпусе и магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, RU 98572 U1, G01B 7/00, 31.05.2010.

У известного преобразователя отсутствует указатель направления увеличения кода, что усложняет стыковку устройства с объектом пользователя, а это снижает эксплуатационные возможности устройства.

Известен магнитный преобразователь угла, связанный с объектом пользователя, содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, вал с отверстием и крепежными элементами, расположенными перпендикулярно оси вала, магнит, закрепленный в отверстии вала, компенсирующую упругую муфту в виде отштампованной пластины расположенной перпендикулярно оси вращения вала и закрепленной на наружной поверхности корпуса, указатель нулевого положения измерительной шкалы, плату обработки, установленную в корпусе и магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, RU 89220 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, F16D 3/58, 30.07.2009.

В известном преобразователе компенсирующая муфта имеет упругий элемент, расположенный коаксиально преобразователю, что увеличивает диаметральные габариты устройства, тем самым снижает его эксплуатационные возможности и использование в малогабаритной аппаратуре.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, установленный на объекте пользователя, содержащий корпус, кодируемый вал в подшипниках, муфту с компенсирующим упругим элементом в виде сильфона, имеющую сквозное отверстие, установленную соосно с кодируемым валом и соединенную с торцевой поверхностью корпуса одним концом, а другим - с неподвижной частью объекта, и указатель нулевого положения измерительной шкалы, в виде сквозного отверстия расположенного в преобразователе и муфте, RU 2263396 C1, H03M 1/28, Н03М 1/24, 27.10.2005.

В известном преобразователе муфта выполнена из нескольких деталей, требующих дополнительную сборочную операцию. Кроме того, муфта установлена в плоскости подшипников коаксиально преобразователю, а это увеличивает радиальные габариты устройства.

Известен магнитный преобразователь угла, связанный с объектом пользователя, содержащий корпус, защитную крышку, шарикоподшипники, вал с отверстием и крепежными элементами, расположенными перпендикулярно оси вала, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки и магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, упругий элемент, образованный двумя группами парных пазов с упругими перемычками между ними, указатель направления увеличения кода преобразователя в виде стрелки, RU 81797 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 27.03.2009.

Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящей полезной модели.

В преобразователе «ближайшего аналога» компенсирующая муфта имеет упругий элемент, расположенный коаксиально относительно корпуса преобразователя, что увеличивает диаметральные габариты устройства, тем самым снижает его эксплуатационные возможности и использование в малогабаритной аппаратуре.

Кроме того, в преобразователе «ближайшего аналога» указатель направления возрастания кода расположен на фланце вблизи места крепления преобразователя и выходящем за радиальные габариты корпуса, что также увеличивает диаметральные габариты устройства и усложняет визуальный обзор за указателем в месте крепления к устройству пользователя.

Дополнительно следует отметить, что в ближайшем аналоге компенсирующая муфта к корпусу закреплена клеем в зоне подшипникового узла, что в этом месте деформирует корпус и весь подшипниковый узел, снижая ресурс его работы, а значит и эксплуатационные возможности устройства.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей уменьшить радиальные габариты преобразователя, повысить и расширить его эксплуатационные возможности, упростить конструктивное выполнение, сократить номенклатуру деталей и обеспечить надежный визуальный обзор относительно направления увеличения кода при сопряжении и стыковке преобразователя с объектом пользователя.

Технический результат настоящей полезной модели заключается:

- в выполнении основной части, присоединительной части и упругого элемента в виде единого корпуса цилиндрической формы,

- в расположении упругого элемента между присоединительной частью и плоскостью расположения шарикоподшипников в основной части корпуса,

- в выполнении сквозных радиальных отверстий в присоединительной части и в основной части в едином корпусе,

- в расположении стрелки указателя направления увеличения кода на наружной поверхности защитной крышки основной части корпуса.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что магнитный преобразователь угла, связанный с объектом пользователя, содержит корпус, защитную крышку, шарикоподшипники, вал с отверстием и крепежными элементами, расположенными перпендикулярно оси вала, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки и магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, упругий элемент, образованный двумя группами парных пазов с упругими перемычками между ними, указатель направления увеличения кода преобразователя в виде стрелки.

Корпус выполнен двусоставным: из основной части и присоединительной части.

Корпус содержит упругий элемент, расположенный между присоединительной и основной частями.

Упругий элемент установлен между основной и присоединительной частями соосно с ними.

Внутри основной части размещены плата обработки с магниточувствительным элементом, магнит, шарикоподшипники, вал.

Расположение упругого элемента соизмеримо с плоскостью расположения шарикоподшипников в основной части.

В основной части корпуса в плоскости осей крепежных элементов вала выполнены сквозные радиальные отверстия.

На защитной крышке, установленной с торца основной части и соосно с ней, нанесена стрелка указателя направления увеличения кода.

Присоединительная часть сопряжена с объектом пользователя.

В присоединительной части корпуса выполнены сквозные радиальные отверстия.

Основная часть, присоединительная часть и упругий элемент выполнены в виде единого корпуса цилиндрической формы.

Сквозные радиальные отверстия основной и присоединительной частей размещены в этом корпусе.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - магнитный преобразователь угла, изометрия с вырезом четверти;

на фиг.2 - магнитный преобразователь угла, разрез;

на фиг.3 - корпус с упругим цилиндрическим элементом, общий вид;

на фиг.4 - вид А фиг.2.

Магнитный преобразователь угла содержит:

Цилиндрический корпус - 1,

основную часть (корпуса 1) - 2,

присоединительную часть (корпуса 1) - 3,

упругий элемент (корпуса 1) - 4.

Защитную крышку (части 2) - 5,

указатель направления увеличения кода в виде стрелки (на крышке 5) - 6.

Плату обработки (в части 2) - 7,

магниточувствительный элемент (на плате 7) - 8.

Шарикоподшипники (в части 2) - 9.

Вал (в части 2) - 10,

отверстие (в вале 10) - 11,

крепежные элементы (на вале 10) - 12.

Магнит (в отверстии 11) - 13.

Сквозные радиальные отверстия (в части 2 в плоскости элементов 12) - 14.

Сквозные радиальные отверстия (в части 3) - 15.

Две группы пазов (элемента 4) - 16,

упругие перемычки (образованные группой пазов 16) - 17.

Две группы пазов (элемента 4) - 18,

упругие перемычки (образованные группой пазов 18) - 19.

Магнитный преобразователь угла связан с объектом пользователя.

Магнитный преобразователь угла содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из основной 2 и присоединительной 3 частей, упругий элемент 4, шарикоподшипники 9, вал 10 с отверстием 11 и крепежными элементами 12, расположенными перпендикулярно оси вала 10, магнит 13, закрепленный в отверстии 11 вала 10, плату обработки 7 и магниточувствительный элемент 8, расположенный на плате обработки 7 с зазором по отношению к магниту 13.

Магниточувствительный элемент 8 представляет собой специальную микросхему (например, 2SA-10 фирмы Sentron AG), в которой используется эффект Холла, при этом определяется напряженность магнитного поля в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Внутри основной части 2 размещены плата обработки 7 с магниточувствительным элементом 8, магнит 13, шарикоподшипники 9, вал 10. В плоскости осей крепежных элементов 12 вала 10 выполнены сквозные радиальные отверстия 14 в основной части 2 корпуса 1. Сквозные радиальные отверстия 14 используются при креплении вала пользователя.

Основная часть 2 выполнена с защитной крышкой 5, установленной с торца основной части 2 и соосно с ней. На защитной крышке 5 нанесена стрелка 6 указателя направления увеличения кода преобразователя.

Присоединительная часть 3 сопряжена с объектом пользователя и имеет сквозные радиальные отверстия 15 для закрепления преобразователя на объекте пользователя.

Упругий элемент 4 расположен между присоединительной частью 3 и основной частью 2 соосно с ними. Расположение упругого элемента 4 соизмеримо с плоскостью расположения шарикоподшипников 9 в основной части 2.

Основная часть 2, присоединительная часть 3 и упругий элемент 4 выполнены в виде единого корпуса 1 цилиндрической формы.

Сквозные радиальные отверстия 14 и 15 основной 2 и присоединительной 3 частей, соответственно, размещены в едином корпусе 1.

Упругий элемент 4 позволяет осуществлять как малые повороты основной части 2 корпуса 1 с шарикоподшипниками 9, валом 10, магнитом 13, платой обработки 7, защитной крышкой 5 в двух перпендикулярных плоскостях, так и малые линейные смещения основной части 2 корпуса 1 с перечисленными элементами в двух взаимоперпендикулярных направлениях.

Для соединения магнитного преобразователя угла с регистрирующим устройством (не показано) служит кабель связи (изображен условно).

Магнитный преобразователь угла осуществляет измерения следующим образом.

При повороте вала 10 с магнитом 13 происходит изменение параметров электромагнитного поля, воздействующего на магниточувствительный элемент 8, который регистрирует угол поворота магнита 13 и преобразует его совместно с другими электроэлементами (показаны условно) платы обработки 7 в электрический сигнал требуемого формата, пропорциональный величине поворота и передаваемый в устройство регистрации (не показано) по кабелю связи. При этом стрелка 6 указателя показывает направление увеличения кода преобразователя.

Выполнение основной части 2, присоединительной части 3 и упругого элемента 4 в виде единого корпуса 1 упрощает сборочные операции преобразователя, уменьшает его радиальные габариты, сокращает номенклатуру деталей преобразователя, расширяет эксплуатационные возможности и обеспечивает использование его в малогабаритной аппаратуре.

Наличие упругого элемента 4 обеспечивает работу преобразователя при угловых и линейных несоосностях вала 10 преобразователя и вала объекта пользователя и позволяет осуществлять как малые повороты основной части 2 корпуса 1, так и малые линейные смещения основной части 2 корпуса 1 с размещенными внутри нее измерительными элементами в двух взаимоперпендикулярных направлениях, что повышает эксплуатационные возможности преобразователя.

Расположение упругого элемента 4 между присоединительной частью 3 и плоскостью расположения шарикоподшипников 9 в основной части 2 корпуса 1 исключает деформацию подшипникового узла при работе упругого элемента 4 и повышает ресурс его работы, а значит и эксплуатационные возможности преобразователя.

Выполнение сквозных радиальных отверстий 15 в присоединительной части 3 и сквозных отверстий 14 в основной части 2 в едином корпусе 1 упрощает конструкцию устройства.

Расположение стрелки 6 указателя направления увеличения кода на наружной поверхности защитной крышки 5 основной части 2 корпуса 1 упрощает визуальный обзор при сопряжении и стыковке с объектом пользователя, что делает удобным сочленение преобразователя с объектом пользователя, а также позволяет разместить указатель 6 направления увеличения кода в пределах диаметральных габаритов цилиндрического корпуса 1.

Предложенный магнитный преобразователь угла изготовлен промышленным способом в ОАО «СКБ ИС», и проведенные испытания опытной партии, обусловливают, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».

Магнитный преобразователь угла, связанный с объектом пользователя, содержащий корпус, защитную крышку, шарикоподшипники, вал с отверстием и крепежными элементами, расположенными перпендикулярно оси вала, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки и магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, упругий элемент, образованный двумя группами парных пазов с упругими перемычками между ними, указатель направления увеличения кода преобразователя в виде стрелки, отличающийся тем, что корпус выполнен двусоставным: из основной части с защитной крышкой, установленной с торца основной части и соосно с ней, и с размещенными внутри платой обработки с магниточувствительным элементом, магнитом, шарикоподшипниками, валом, в плоскости осей крепежных элементов которого выполнены сквозные радиальные отверстия в основной части корпуса, а на защитной крышке нанесена стрелка указателя направления увеличения кода, и присоединительной части, сопряженной с объектом пользователя и имеющей сквозные радиальные отверстия, содержит упругий элемент, расположенный между присоединительной частью и основной частью соосно с ними и соизмеримо с плоскостью расположения шарикоподшипников в основной части, при этом основная часть, присоединительная часть и упругий элемент выполнены в виде единого корпуса цилиндрической формы при размещении сквозных радиальных отверстий основной и присоединительной частей в нем.