SU1137293A1 - Преобразователь перемещений - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, имеющий два установленных с возможностью взаимного перемещени  плоских элемента с индуктивно св занными секционированными обмотками, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , секции обмоток на обоих элементах выполнены двухслойными в форме соединенных между собой одними концами треугольных зигзагов одинаковой высо ты, одна сторона каждого из которых лежит в одном слое, а втора  - в другом слое, соседние проводники в каждом слое принадлежат различным секци м , проводники каждого сло  на одном из элементов параллельны проводникам одного 13 слоев на другом элементе.

Description

Изобретение относитс  к контроль но-измерительной технике и может быть использовано, в частности, при измерени х линейных размеров, линейных или угловых перемещений и деформаций. Известны преобразователи линейны угловых перемещений, вьшолненные в виде воздушных трансформаторов и называемые индуктосинами Q . При высокой стабш1ьности характеристик при большом сроке службы и незначительной силовой реакции при относительном смещении подвижны частей индукторов. Известные преобразователи имеют относ|1тельно низкий уровень выходно го сигнала, чувствительность к пере косу плоскостей обмоток, а также индуктивную св зь между вспомогател ными проводниками, соедин ншщми активные проводники обмоток индукто сина. Эта св зь обуславливает по вление паразитной составл ющей в выходном сигнале индуктосина, котора  искажает информацию об измер емом перемещении. Известен преобразователь перемещени  типа индуктосин, в котором вышеуказанный паразитньй сигнал све ден к минимуму в результате того, что вспомогательные соединительные проводники, св зывающие активные проводники обмотки, исключены. В этом преобразователе обмотки выполнены в виде двух- или многозаходных электропроводных дорожек, идущих вокруг и вдоль цилиндрического (или трубчатого) опорного элемента и соединенных между собой на конце этого элемента. Витки обмоток перекрепщваютс  в пространстве подобно перекрещивани м двух- или многозаходной резьбы. Сечение опорного элемента может быть не только круглым , но и овальным или пр моугольном 2} .. Недостатком преобразовател   вл  етс  сложность и трудоемкость изготовлени  , а также большие габариты обусловленные объемностью его конст рукции. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  преобразователь перемещений, имеющий два установленных с возможностью взаимного перемещени  плоски 93 2 элемента с индуктивно св занными секционированными обмотками з . Обмотки выполнены в виде П-образных зигзагов и имеют соединительные участки, которые св зывают активные участки зигзагов, ориентированные перпендикул рно направлению измер емого перемещени , и расположены в плоскости, перпендикул рной плоскости размещени  активных участков обмотки. Благодар  этому паразитна  индуктивна  св зь между соединительными участками обмотки, хот  и уменьшаетс , но все же имеет место и оказьгоает вли ние на точность измерени  перемещений. / Цель изобретени  - повьш1ение точности измерени  перемещений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном йреобразователе секции обмоток на обоих элементах выполнены двухслойными -в форме соединенных между собой одними концами треугольных зигзагов одинаковой высоты, одна сторона каждого из которых лежит в одном слое, а втора  в другом слое, соседние проводники в каждом слое принадлежат различным секци м, проводники каждого сло  на одном из элементов параллельны проводникам одного из слоев на другом элементе. На фиг. 1 представлена упрощенна  конструктивна  схема преобразовател  дл  измерени  линейных перемещений; на фиг. 2 - схематичное выполнение обмотки одного из элементов преобразовател  дл  измерени  угловых перемещений на фиг. 3 - схематичное выполнение трехсекционной обмотки; на фиг. 4 - последовательные этапы технологического изготовлени  обмотки. Преобразователь содержит относительно подвижные плоские элементы 1 и 2, несущие на себе секционированные обмотки (составл ющие их проводники обозначены на фиг. 1-3 позици ми 3-7) и обладающие возможностью перемещатьс  параллельно один другому ( при сохранении неизменным воздушного промежутка между ними) в направлении , указанном стрелкой. Обмотки на обоих подвижных элементах в форме соединенных между собой одними концами треугольных зигзагов выполнены идентично, а проводники их уложены в два сло  (в первом слое - проводники 3, во втором слое - провоцники 4). Как показано на фиг. 1, обмотки на обоих подвижных элемента преобразовател  выполнены двухсекционными , причем на одном из йих (п вом) секции обмоток питаютс  двухфазным напр жением переменного тока а на втором - обе секции, соединенные последовательно, формируют на своих выходных зажимах выходной сиг нал преобразовател . Проводники 3j верхнего сло  первой секции обмотки первого подви ного злемента соединены по концам с проводниками 4тt той же секции, лежащими в другом слое. Места 5 кон тактов этих проводников расположены на противоположных боковых кра х несущего злемента 1. Проводники верхнего сло  второй секции обмотки этого же злемента преобразовател  соединены с соответствующими провод никами 1,11 другого сло , причем те и другие расположены между проводниками первой секции, т.е. проводники различных секций чередуютс  в обоих сло х обмотки. Аналогично выполнены секции обмо ки на втором несущем элементе преоб разовател . В верхнем слое обмотки этого элемента, обращенном к верхне му (.первому) . слою первого элемента, ра:сположены проводники Зц j первой секции и 3 П 11 второй секции, в нижнем слое - проводники ц j а первой секции и ц ц второй сек4 ции. В различных вариантах конструктивного выполнени  преобразовател  в рабочем положении его несущих, элементов (фиг. 1) проводники одного из слоев обмотки на одном злементе преобразовател  располагаютс  параллельно проводникам любого одного из слоев на другом несущем элементе. От зтого зависит величина коэффициента трансформаторной св зи между соответствующими секци ми обмоток. Межсекционные соединительные проводники б д6 ;jjи , 6jj ц на первом и втором несущих элементах преобразовател  соответственно расположены на каком-либо из концов этих элементов и имеют небольшую длину. Выводы 7 секций обмоток расположены на противополож ном конце соответствующего несущего элемента. Обмотки могут быть выполнены по любой технологии, обеспечивающей контакт проводников 3 и 4, принадлежащих различным сло м одной секции на участках 5 (по кра м несущего элемента), и отсутствие Контакта в промежуточных точках 8 пересечени  проводников различных слоев различных секций (фиг. 3). В преобразователе дл  измерени  угловых перемещений проводники могут быть выполнены как радиальными, т.е. сужающимис  к центру, как изображено на фиг. 3, так и с посто нной по длине щириной. Пример выполнени  обмотки по планарной технологии показан на фиг. 4, где изображены последовательные стадии ее изготовлени . После нанесени  на подложку злемента 1 сло  проводника (алюмини , серебра или золота) про.водитс  перва  фотолитографи , в -результате чего на подложке образуетс  сери  проводников 4. Вид ее после удалени  фоторезиста показан на фиг. 4 (а). Далее наноситс  изол ционный слой 9 (обычно окись кремни ), в котором (фиг.48 ) повторной фотолитографией вскрываютс  контактные участки 5. После нанесени  второго провод щего сло  и проведени  третьей фотолитографии образовываетс  сери  проводников 3, контактирующа  с проводниками 4 и зоне контактных участков 5 и защищаема  от нежелательных контактов в промежуточных точках 8. Преобразователь работает следующим образом. При относительном перемещении его подвижных элементов происходит периодическое изменение взаимной индуктивной св зи между обмотками, размещенными на этих элементах. Относительное перемещение, равное удвоенному рассто нию между проводниками одной и той же секции обмотки, лежащими в одном и том же слое, создает полный цикл изменени  коэффициента взаимной индукции, а следовательно и величину ЭДС, индуктированную в последовательно соединенных секци х второго несущего элемента 2. Основной вькодной сигнал формируетс  в проводникак . 3jj и Зцд верхнего элемента 2. Очевидно, что ток, протекающий по лежащим во втором слое проводникам 4 j первой секции и 4 j j. второй секции первого несущего элемента, которые можно рассмат ривать как соединительные дл  провод НИКОВ 3 не индуктирует 3i ЭДС в проводниках первого сло  - j второго несушего элемента так как эти проводники несколько раз пересекают в пространстве указанные проводники с противоположным направлением тока в них. Однако ток в этих проводниках индуктирует ПО7 лезный сигнал с соответствующих проводниках 4 второго сло  второго несущего элемента, поскольку онисмещаютс  друг относительно друга эквидистантно. Указанный выходной сигнал суммируетс  с основным, индуктированным в проводниках первого сло , обеспечива  увеличение суммарного уровн  выходного сигнала преобразовател .. Таким .образом, в предлагаемом преобразователе обеспечиваетс  устФи& .2 ранение паразитного сигнала помехи, обусловленного взаимодействием соединительных проводников между активными основными проводниками обмотки, при сохранении малых габаритов (за счет плоской конструкции) и высокой технологичности конструкции (благодар  возможности использовани  планарной технологии изготовлени  ). При указанном вьтолнении преобразовател  одновременно снижаетс  вли ние перекоса плоскостей обмоток, поскольку проводники разных секций расположены р дом и перекос в ограниченных пределах приводит к одинаковому изменению индуктивной св зи всех секций первичного элемента преобразовател  с секци ми, обмотки его вторичного элемента, что может повли ть на амплитудуиндуцируемого сигнала, но не на фазу, несущую И нформацию об измер емой величине перемещении .

4ipf J Sjfff 3jrf 3ift SjfET

V

V

V V

r,rbiir,VfeV

/

fPi/6,3

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, имеющий два установленных с возможностью взаимного перемещения плоских циям, проводники каждого слоя на одном из элементов параллельны проводникам одного цз слоев на другом элементе.

   фиг.1

   1 1137293 ; 2