Многоотсчетный датчик угла

 

Устройство относится к электромеханике и автоматике и может быть использовано для преобразования угля поворота вала в цифровой код. Поставленная цель - повышение точности и надежности работы достигается тем, что в датчике, содержащем корпус 1, входной вал 2, соединенный с кодирующим элементом 3 точного отсчета и через механизм сопряжения с кодирующим элементом 4 грубого отсчета, ведущее звено 5 выполнено в виде явнополюсного магнита, а ведомое звено 6 - в виде зубчатого магнитопровода. Надежный дискретный поворот ведомого звена 6 осуществляется без механического контакта с ведущим звеном 5, а путем передачи момента, развиваемого МДС звена 5, через промежуточные кольцевые секторы 7. Точная фиксация положения кодирующего элемента 4 грубого отсчета относительно считывающих элементов 8 осуществляется с помощью МДС постоянных магнитов, установленных на корпусе и взаимодействующих с зубчатым магнитопроводом ведомого звена 6, соединенного с кодирующим элементом 4. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 Н 03 М t/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4278085/24-24 (22) 15.06.87 (46) 30.05.89. Бюл. N - 20 (71) Институт автоматики АН КиргССР (72) В.И. Замай (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 580615, кл. Н 02 К 49/10, 1977.

Гинзбург Л.Б., Федотов А.И. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов: Справочник: Л.: Машиностроение, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 274510, кл. Н 03 M 1/24, 1970. (54) МНОГООТСЧЕТНЪ|Й ДАТЧИК УГЛА (57) Устройство относится к электромеханике и автоматике и может быть использовано для преобразования угла поворота вала в цифровой код.

Цель — повьппение точности и надежности работы — достигается тем, что

„„SU„„1483635 А 1

2 в датчике, содержащем корпус 1., входной вал 2, соединенный с кодирующим элементом 3 точного отсчета и через механизм сопряжения с кодирующим элементом 4 грубого отсчета, ведущее звено 5 выполнено в виде явнополюсного магнита, а ведомое звено

6 — в виде зубчатого магнитопровода.

Надежный дискретный поворот ведомого звена 6 осуществляется без механического контакта с ведущим звеном 5 путем передачи момента, развиваемого МДС звена 5, через промежуточные кольцевые секторы 7. Точная фиксация положения кодирующего элемента 4 грубого отсчета относительно а считывающих элементов 8 осуществляетсн с помощью нДС постоинньк мнгнитон1 Q) установленных на корпусе и взаимодействующих с зубчатым магнитопрово- С дом ведомого звена 6, соединенного с кодирующим элементом 4. 2 ил.

1483635

Изобретение относится к электромеханике и автоматике, может быть использовано для преобразования угла поворота нала в цифровой код.

Целью изобретения является повыше; ние точности и надежности работы датчика за счет бесконтактного переключения кодирующих дисков и исключения люфтов в механизме сопряжения отсчетов.

На фиг. 1 представлен датчик, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Датчик содержит корпус 1 из немаг-15 нитного материала, входной вал 2, на котором жестко закреплен кодирующий элемент 3 точного отсчета. Кодирующий элемент 4 грубого отсчета установлен на валу 2 на подшипниках, ве- 20 дущее звено Механизма переключения отсчетов выполнено в виде магнита 5 с полюсами и жестко связано с коди.рующим элементом 3 точного отсчета, ведомое звено механизма переключения отсчетов выполнено в виде зубчатого магнитопровода (ротора) 6 с числом зубцов Z = 20 и жестко связано с кодирующим элементов 4 грубого отсчета. Промежуточное звено 7 состо- 30 ит из кольцевых секторов, установленных с зазором относительно звеньев

5 и б на корпусе 1 и выполнено из шихтованного магнитопроводящего материала с радиальным расположением пластин. Ширина .кольцевого сектора 7 завна сумме толщин двух зубьев ведомого ротора б и впадины между ними.

Кодирующие элементы 3 и 4 выполнены в виде барабанов, на которые нанесе- 40 на маска в виде чередующихся магнитопроводящих и диамагнитных участков, разделенных на двадцать дискретных значений, реализующих двоично-десятичный рефлексный код. С зазором от- 45 носительно барабанов 3 и 4 установлены считывающие элементы 8, выполненные и виде П-образных трансформаторов, содержащих первичную и вторичную обмотки.- С зазором относительно ротора б установлены постоянные магниты 9, размещенные диаметрально противоположно на корпусе 1.

Датчик работает следующим образом.

На первичные обмотки считывающих трансформаторов 8 поступают сигналы опроса. С вторичных обмоток считывающих трансформаторов 8, замкнутых (через зазор) магнитопроводящими уча стками кодовой маски, считываются сигналы кода "1" (высокий уровень), а с обмоток трансформаторов, относительно которых находятся диамагнитные участки кодовой маски, считываются сигналы кода "0 (низкий уровень) .

Вращение входного вала 2 и кодирующего элемента 3 приводит к изменению кода на выходе датчика, характеризующегося за один полный оборот следующей последовательностью чисел: 0;1... ...8;9; 9;S. 1;О. В моменты перехода 0-0 и 9-9 осуществляется переключение кодирующего элемента 4 грубого отсчета на 1/20 оборота, поскольку в этом положении полюса магнита 5 ориентированы относительно секторон промежуточного звена 7 и магнитный поток замыкается по цепи (см. фиг.1): полюс магнита 5, сектор промежуточного звена 7, зубцы ротора ведомого звена 6, противоположный сектор 7, другой полюс магнита 5. В момент останова ведомого звена его фиксация в заданном положении осуществляется магнитами 9. За один оборот кодирующего элемента 3 точного отсчета осуществляется двукратное переключение кодирующего элемента 4 грубого. отсчета на суммарный угол

2 360

Четкая работа переключающего механизма обеспечивается регулировкой эазорон d магнитной цепи, передающей момент вращения, и зазоров Д магнитной цепи фиксации ротора 6, обеспечиваемой магнитами 9.

Датчик угловых перемещений характеризуется повьппенной надежностью работы и значительным ресурсом наработки в виду отсутствия трущихся и контактирующих элементов. Передача вращения между кодирующими элементами осуществляется плавно, без ударов, что полностью исключает износ звеньев переключающего механизма. Выполнение промежуточного звена в виде кольцевых секторов из шихтованного магнитопроводящего материала с радиальным расположением пластин обеспечивает синхронную передачу вращения барабанов в момент зацепления звеньев, а установка магнитов на корпусе датчика относительно зубчатого ротора обеспечивает точную фиксацию кодирующего барабана в момент останова ведомого

1483635 звена. Это позволяет получить высокую точность преобразования углового пе- ремещения в цифровой код. формулаиэобретения

Многоотсчетный датчик угла, содержащий корпус, на котором неподвижно установлены считывающие элемен- 1О ты, расположенные напротив кодирующих элементов точного и грубого отсчетов, соединенных механизмом сопряжения, включающим ведущее звено, неподвижно соединенное с входным валом и кодирующим элементов точного отсчета, ведомое звено, неподвижно соединенное .с кодирующим элементом грубого отсчета,- промежуточное звено, отличающийся тем, что, с целью повышения точности.и надежности датчика, в него введены установленные неподвижно на корпусе постоянные магниты, ведущее звено выполнено в виде явнополюсного магнита из магнитотвердого материала, ведомое звено выполнено в виде зубчатого магнитопровода из магнитомягкого материала, промежуточное звено выполнено в виде кольцевых секторов, состоящих из радиально расположенных пластин маг нитомягкого материала, собранных в пакеты, которые разделены изолирующими прокладками, при этом ширина кольцевого сектора промежуточного звена равна сумме ширины зубца и периода зубцовой зоны ведомого звена, а ширина полюса ведущего звена не превышает периода зубцовой зоны ведомого звена, постоянные магниты магнитно связаны с зубцами ведомого звена через зазор, а полюса ведущего звена магнитно связаны с зубцами ведомого звена через промежуточное звено.