Двухкоординатный индуктивный датчик угла поворота

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение линейности характеристики преобразования двухкоординатного индуктивного датчика .2 угла поворота, а также обеспечение независимости его выходных сигналов один от другого по обеим угловым координатам, Датчик содержит статор с внутренней сферической поверхностью, эквидистантно с которой размещены две пары катушек индуктивности . Удлиненные стороны этих катушек вытянуты вдоль соответствующего меридиана этой поверхности, а ротор выполнен в виде полой сферы частично из ферромагнитного, а частично из немагнитного материалов и установлен с возможностью поворота относительно контролируемых координатных осей.2 ил;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 В 7/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880594/28 (22) 27.09.90 (46) 30.03.93. Бюл. М 12 (75) И.В.Плахов (56) Авторское свидетельство СССР

N. 375473, кл. G 01 В 7/30, 1970.

Авторское свидетельство СССР

% 1504494, кл. 6 01 В 7/30, 1988. (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ИНДУКТИВНЪ|Й ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение линейности характеристики преобразования двухкоординатного индуктивного датчика

Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к средствам измерения физических величин, к датчикам положения, и может быть использовано для двухкоординатных измерений угловых перемещений в различных технических системах (системы ориентации в пространстве, графические манипуляторы 3ВМ, ручные органы управления двухкоординатными перемещениями и др.).

Цель изобретения — увеличение линейности характеристики преобразования датчика и обеспечение взаимной независимости его выходных сигналов по обеим угловым координатам.

На фиг. 1 показана конструкция датчика; на фиг. 2 — статор да1 чика (вид сверху).

Двухкоординатный датчик угла поворота содержит статор 1 с внутренней сферической поверхностью, на котором размещены

„„. Ж „„1805284 A l угла поворота, а также обеспечение независимости его выходных сигналов один от другого по обеим угловым координатам, Датчик содержит статор с внутренней сферической поверхностью, эквидистантно с которой размещены две пары катушек индуктивности, Удлиненные стороны этих катушек вы-. тянуты вдоль соответствующего меридиана этой поверхности, а ротор выполнен в виде полой сферы частично из ферромагнитного, а частично из немагнитного материалов и, установлен с возможностью поворота относительно контролируемых координатных осей, 2 ил.

Ф две пары катушек индуктивности 2, 3 и 4, 5, расположенных попарно симметрично относительно соответствующей оси координат (ось симметрии внутренней поверхности статора Z) В статоре установлен с возможностью двухкоординатного поворота полый ротор 6, имеющий внешнюю сферическую поверхность. Часть 7 (например, половика) ротора выполнена из ферромагнитного, а часть 8 — из немагнитного материалов. Катушки индуктивности 2-5 размещены эквидистантно с внутренней сферической поверхностью статора, а их стороны вытянуты относительно (вдоль) соответствующего меридиана этой поверхности, В конкретной конструкции (фиг. 1 и 2) пэры обмоток 2, 3 и 4, 5 имеют каждая свою общую плоскость симметрии ХО2 и YOZ, эти плоскости пересекаются по оси симметрии внутренней поверхности статора Z и взаим1805284 4

t ь попарно симметричных обмоток 2, 3 и 4, 5 статора.

Благодаря тому, что обмотки зквидистантны поверхности статора и вытянуты вдоль у 5 меридианов, увеличивается линейность характеристики преобразования датчика. Выполнение ротора полым обеспечивает ь независимость выходных сигналов по кооря динатам a,P .

10 но перпендикулярны. Обмотки могут быт уложены в канавках на внутренней повер хности статора или заштампованы (заде ланы др. способом) в теле статора под внутренней поверхностью статора. Межд внутренней поверхностью статора и внеш ней поверхностью ротора имеется равно мерный зазор, в который может быт введена смазка. Ротор имеет палец 9 дл связи с внешними объектами,:Статор мо жет быть разборным.

Датчик работает следу(ощим.образом.

В среднем положении ротора 6, когда его ферромагнитная часть 7 перекрывает одинаковые участки катушек 2 — 5 статора, индуктивности катушек статора равны. При двухкоординатном повороте ротора эоны перекрытия катушек ферромагнитной частью 7 меняются пропорционально углам поворота а,Р относительно соответствующих осей координат X, Y. Причем любому положению ротора 6 в пределах его рабочего хода, ограниченного пальцем 9, соответствует единственное сочетание индуктивностей катушек статора. Если приложить одинаковые переменные напряжения к катушкам, то каждому положению ротора в пределах рабочего хода будет соответствовать единственная комбинация токов катушек,статора. Для выделения двух независимых сигналов по угловым координатам на выходе датчика используется принцип дифференциального включения

Формула изобретения

Двухкоординатнь:.й индуктивный датчик . угла поворота, содержащий статор с внутренней сферической поверхностью, разме15 щенные на нем две пары катушек индуктивности, расположенных г1опарно симметрично относительно соответствующей координатной оси, и установленный с возможностью поворота относительно этих

20 осей ротор, имеющий внешнюю сферическую поверхность, одна часть ротора выполненаа из ферромагнитного, а другая — из немагнитного материалов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения линейности

25 характеристики преобразования датчика и обеспечения взаимной независимости его выходных сигналов по обеим угловым координатам катушки индуктивности размещены зквидистантно со сферической 0 поверхностью статора, их стороны вытянуты относител ьно соответствующего меридиана этой поверхности, а .ротор выполнен полым, z

1805284

Составитель И. Плохов

Техред М. Моргентал Корректор M. Демчик

Редактор Л. Народная

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 934 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, 4/5