Магнитный преобразователь угла

Магнитный преобразователь угла используют для измерения угловых размеров, где требуется надежное сочленение преобразователя с объектом пользователя и малые осевые габариты устройства. Преобразователь содержит корпус 1, шарикоподшипники 2, вал 3, магнит 5, плату обработки 6, магниточувствительный элемент 7 и компенсирующую муфту 8. Компенсирующая муфта 8 выполнена из отштампованной пластины, имеет цилиндрическую отбортовку 10 и упругий элемент в виде продольного гофра 15. Продольный гофр 15 выполнен с отверстием 16. На вале 3 нанесен индекс 17. Отверстие 16 и индекс 17 являются указателем нулевого положения измерительной шкалы. Техническое решение позволяет уменьшить габариты, расширить эксплуатационные возможности, упростить сопряжение и стыковку с объектом пользователя и обеспечить надежное согласование нулевого положения измерительной шкалы преобразователя и поворотной части объекта пользователя, 3 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 осевых 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, 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 74463 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 27.06.2008. Известный преобразователь имеет глухое отверстие в валу для стыковки с валом объекта пользователя.

У известного преобразователя отсутствует указатель нулевого положения измерительной шкалы, что усложняет стыковку устройства с объектом пользователя, что особенно важно для преобразователей с абсолютным отсчетом, а это снижает эксплуатационные возможности устройства.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, установленный на объекте пользователя, содержащий корпус, кодируемый вал, 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 С1,Н03М 1/28, Н03М 1/24, 27.10.2005.

В известном преобразователе муфта выполнена из нескольких деталей, требующих дополнительную сборочную операцию. Кроме того, указатель нулевого положения измерительной шкалы расположен внутри преобразователя, что усложняет герметизацию преобразователя и стыковку с объектом пользователя.

Известна упругая муфта, содержащая диски с соосными отверстиями и упругие стержни, размещенные в каждом из соосных отверстий дисков, RU 2071687 C1,F16D 3/58, 10.01.1997.

Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, вал с отверстием, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки, установленную в корпусе, магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, компенсирующую муфту, установленную коаксиально корпусу и скрепленную с ним, снабженную упругим элементом, и выполненную с одной стороны с присоединительным фланцем, имеющим крепежное отверстие, для связи с объектом пользователя, а с другой - с посадочным отверстием для корпуса, RU 81797 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, F16D 3/58,27.03.2009.

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

В преобразователе «ближайшего аналога» встроенная компенсирующая муфта имеет продольный упругий элемент, расположенный коаксиально преооразователю, что увеличивает гаоариты устройства, тем самым снижает его эксплуатационные возможности и использование в малогабаритной аппаратуре.

В преобразователе «ближайшего аналога» отсутствует указатель нулевого положения измерительной шкалы, что при использовании абсолютных преобразователей усложняет их сопряжение с нулевым положением подвижной части объекта пользователя.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей уменьшить габариты, расширить эксплуатационные возможности, упростить сопряжение и стыковку с объектом пользователя.

Технический результат настоящей полезной модели заключается в выполнении компенсирующей муфты из отштампованной пластины, имеющей цилиндрическую отбортовку, в выполнении упругого элемента в виде продольного гофра и в выполнении в продольном гофре отверстия и на вале индекса, используемые в качестве указателя нулевого положения измерительной шкалы и позволяющие обеспечить надежное согласование нулевого положения измерительной шкалы преобразователя и поворотной части объекта пользователя.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что магнитный преобразователь угла, содержит корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, вал с отверстием, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки, установленную в корпусе, магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, компенсирующую муфту, установленную коаксиально корпусу и скрепленную с ним, снабженную упругим элементом, и выполненную с одной стороны с присоединительным фланцем, имеющим крепежное отверстие, для связи с объектом пользователя, а с другой - с посадочным отверстием для корпуса.

Компенсирующая муфта, отштампованная из пластины, расположена перпендикулярно оси вращения вала.

Компенсирующая муфта имеет цилиндрическую отбортовку в зоне крепления к корпусу.

Упругий элемент компенсирующей муфты выполнен в виде продольного гофра.

Продольный гофр размещен между крепежным отверстием присоединительного фланца и посадочным отверстием компенсирующей муфты перпендикулярно плоскости, проходящей через центры этих отверстий.

Продольный гофр выполнен с отверстием.

При этом на вале нанесен индекс.

Отверстие в продольном гофре и индекс расположены в общей плоскости их визуального сопряжения, проходящей через ось вращения вала и параллельно корпусу.

Отверстие в продольном гофре и индекс являются указателем нулевого положения измерительной шкалы преобразователя.

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 - компенсирующая муфта преобразователя, изометрия;

на фиг.3 - компенсирующая муфта преобразователя, поперечный разрез.

Магнитный преобразователь угла содержит:

Корпус - 1,

Шарикоподшипники (в корпусе 1) - 2.

Вал - 3,

отверстие (в вале 3) - 4.

Магнит (в отверстии 4) - 5.

Плату обработки (в корпусе 1) - 6,

магниточувствительный элемент (на плате 6) - 7.

Компенсирующую муфту - 8.

Посадочное отверстие (муфты 8) - 9,

цилиндрическую отбортовку (муфты 8) - 10,

зону крепления (муфты 8 к корпусу 1) - 11.

Присоединительный фланец (муфты 8) - 12,

крепежное отверстие (во фланце 12) - 13,

зону крепления (муфты 8 к объекту пользователя) - 14.

Упругий элемент в виде продольного гофра - 15.

Указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде

отверстия (в гофре 15) - 16

Указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде индекса (на вале 3)-17.

Магнитный преобразователь угла содержит корпус 1, шарикоподшипники 2, вал 3, магнит 5, плату обработки 6, магниточувствительный элемент 7 и компенсирующую муфту 8.

Шарикоподшипники 2 установлены в корпусе 1.

Вал 3 выполнен с отверстием 4.

Магнит 5 закреплен в отверстии 4 вала 3.

Плата обработки 6 установлена в корпусе 1.

Магниточувствительный элемент 7 расположен на плате обработки 6. Между магниточувствительным элементом 7 и магнитом 5 имеется зазор.

Магниточувствительный элемент 7 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.

Компенсирующая муфта 8 выполнена отштампованной из пластины.

Компенсирующая муфта 8 скреплена с корпусом 1 и расположена перпендикулярно оси вращения вала 3.

компенсирующая муфта о выполнена с одной стороны с присоединительным фланцем 12, имеющим в зоне крепления 14 крепежное отверстие 13, для связи с объектом пользователя, а с другой - с посадочным отверстием 9 для корпуса 1.

Компенсирующая муфта 8 имеет цилиндрическую отбортовку 10 в зоне крепления 11 к корпусу 1.

Компенсирующая муфта 8 снабжена упругим элементом в виде продольного гофра 15.

Упругий элемент в виде продольного гофра 15 позволяет осуществлять преобразователю как малые повороты корпуса 1 в двух перпендикулярных плоскостях, так и малые линейные смещения корпуса 1 перпендикулярно оси вала 3.

Продольный гофр 15 размещен между крепежным отверстием 13 присоединительного фланца 12 и посадочным отверстием 9 компенсирующей муфты 8 перпендикулярно плоскости, проходящей через центры отверстий 13 и 9.

Продольный гофр 15 выполнен с отверстием 16.

На вале 3 выполнен индекс 17.

Отверстие 16 и индекс 17 являются указателем нулевого положения измерительной шкалы преобразователя.

При нулевом положении преобразователя отверстие 16 и индекс 17 расположены в общей плоскости их визуального сопряжения, проходящей через ось вращения вала 3 и параллельно корпусу 1.

Магнитный преобразователь угла связан с объектом пользователя посредством компенсирующей муфты 8 и отверстия 4 в вале 3.

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 3 с магнитом 6 происходит изменение параметров электромагнитного поля, воздействующего на магниточувствительный элемент 7, который регистрирует угол поворота магнита 5 и преобразует его совместно с другими электроэлементами (показаны условно) платы обработки 6 в электрический сигнал требуемого формата, пропорциональный величине поворота и передаваемый в устройство регистрации (не показано) по кабелю связи.

При нулевом положении измерительной шкалы преобразователя с абсолютным отсчетом, когда уровень выходного сигнала для каждого разряда преобразователя соответствует логическому «0», а сам преобразователь выдает «ноль кодов», отверстие 16 в продольном гофре 15 компенсирующей муфте 8 и индекс 17 расположены в общей плоскости, проходящей через ось вращения вала 3 параллельно корпусу 1. Одновременно с указанием нулевого положения измерительной шкалы наличие отверстия 16 в продольном гофре 15 уменьшает его жесткость и делает муфту более эластичной.

Выполнение муфты 8 из отштампованной пластины минимизирует осевые размеры преобразователя, обеспечивает возможности его эксплуатации в малогабаритных измерительных системах, делает высоко производительным процесс ее изготовления при уменьшении расхода материала.

Наличие в муфте 8 цилиндрической отбортовки 10 в зоне крепления 11 муфты 8 к корпусу 1 обеспечивает ее надежное базирование и крепление в малых габаритах.

Выполнение в муфте 8 упругого элемента в виде продольного гофра 15 обеспечивает малые осевые габариты, малые повороты корпуса 1 в двух перпендикулярных плоскостях и малые линейные смещения корпуса 1 перпендикулярно оси преобразователя.

Снабжение преобразователя визуальным указателем нулевого положения измерительной шкалы в виде отверстия 16 в продольном гофре 15 и индекса 17 на вале 3 обеспечивает надежное согласование нулевого положения подвижной части объекта пользователя с нулевым положение измерительной шкалы магнитного преобразователя угла, упрощает сборочную операцию по стыковке преобразователя с приводным механизмом объекта пользователя, при этом контроль за выполнением этой операции не требует специальных приборов, что особенно важно для преобразователя с абсолютным отсчетом перемещений.

Выполнение указателя нулевого положения измерительной шкалы преобразователя в виде отверстия 16 в продольном гофре 15 и индекса 17 на вале 3 делает простым как процесс изготовления указателя, так и простым процесс визуального сопряжения в общей плоскости отверстия 16 и индекса 17, расширяя тем самым эксплуатационные возможности устройства за счет простых конструктивных элементов.

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, содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, вал с отверстием, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки, установленную в корпусе, магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, компенсирующую муфту, установленную коаксиально корпусу и скрепленную с ним, снабженную упругим элементом, и выполненную с одной стороны с присоединительным фланцем, имеющим крепежное отверстие, для связи с объектом пользователя, а с другой - с посадочным отверстием для корпуса, отличающийся тем, что компенсирующая муфта, отштампованная из пластины, расположена перпендикулярно оси вращения вала, имеет цилиндрическую отбортовку в зоне крепления к корпусу, а ее упругий элемент выполнен в виде продольного гофра, размещенного между крепежным отверстием присоединительного фланца и посадочным отверстием компенсирующей муфты перпендикулярно плоскости, проходящей через центры этих отверстий, и выполненной с отверстием, при этом отверстие в продольном гофре и индекс, нанесенный на вале, расположенные в общей плоскости их визуального сопряжения, проходящей через ось вращения вала и параллельно корпусу, являются указателем нулевого положения измерительной шкалы преобразователя.