SU848985A1 - Датчик перемещений - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контрольнo-из 4epитeльнoй технике и электротехнике и может быть использованов угловых и линейных датчиках перемещений типа индуктосин или индуктор примен емых, например, дл  измерени  перемещений подвижных узлов станков, машин и приборов. . Известны датчики перемещений типа индуктосин, содержащие однослойные секционированные синусно-косинусные обмотки, состо щие из одинаковых, че редующихс  между собой секций обеих обмоток. Однако в таких датчиках возникает погрешность, обусловленна  на- личие1м низших гармоник, кратных шагу расположенных секции синусной и косинусной обмоток. Известны датчики с многослойными .синусно-косинусными обмотками, позвол ющие уменьшить вли ние низких га моник 1 . Недостатком многослойных обмоток  вл етс  сложность их изготовлени , более низка , чем в однослойных обмотках , точность расположени  провод йиков и сохранение паразитных низших гармоник пол , хот  и ослабленных по амплитуде, ч Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  датчик перемещений, содержащий , два относительно , подвижных элемента, на одном .из которых размещена непрерывна  обмотка , выполненна  в виде шкалы с шагом т, а на другом - состо щие из V-образных секций и пространственно смещенные между собой на Т/4 синусна  и косинусна  обмотки. Рассто ни  между последними секци ми как синусной,так и косинусной обмоток выполнены равными ЗТ/2 2 . Недостатком известного датчика при указанном выполнении синуснокосинусных обмоток  вл етс  погрешность от вли ни  низших пространственных гармоник, которые  вл ютс  следствием дефектов изготовлени  непрерывной обмотки, обусловленных случайным отклонением положени  проводников или их ширины, а также разрывом магнитопровода стальных оснований в местах стыка элементов шкалы линейного датчика и др. Цель изобретени -- уменьшение, погрешности датчика от вли ни  низших пространственных гармоник. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчике рассто ни  между секдн ми как синусной, и косинусной обмоток выполнены равными Т/2. На чертеже представлен один из вариантов датчика перемещений в линейном исполнении.

Датчик перемещений содержит непрерывную обмотку 1, расположенную на одном из подвижных элементов датчика , .аТакже синусную и косинусную обмотк 2 и 3, расположенные на другом элементе датчика . Секции непрерывной обмотки 1 размещены с шагом Т, секции как синусной 2, так и косинусной 3 обмоток размещены на рассто ни одна от другой, равной т/2, а соседние секции двух различных обмоток 2 и 3 размещены на рассто ни х, равных Т/4, Аналогично может быть выполнен датчик и в круговом исполнении.

Датчик работает следующим образом К синусной и косинусной обмоткам 2 и 3 датчика подвод тс  напр жени  синусоидального тока одинаковой частоты и амплитуды, смещенные по фазе на 9(Р . При взаимном перемещении непрерывной обмотки 1 шкалы относительно синусной и косинусной обмоток 2 и 3 в обмотке 1 наводитс  ЭДС, амплитуда и фаза которой завис т от перемещени  X. Амплитуда измен етс  по синусоидальному закону, а фаза - линейно-периодически , что обусловлено соответствующим изменением взаимной индуктивности между указанными обмотками .

В датчике перемещений при указанном выполнении синусно-косинусной обмоток 2 и 3, взаимна  индуктивность Mj„ синусной обмотки 2 и одного из проводников обмотки 1 при его перемещении в пределах длины обмотки 2 (без учета краевого эффекта дл  линейного варианта исполнени  датчика ) может быть представлена формулой , (1)

M.i, S:A

4-2

Т4Д,5.,

,sini: s-,r,

n-Kc

am

де п n- т -

п-ой гармоники взаимоиндукции,

i.uJ

Т .- шаг непрерывной обмотки датчика; а - ширина проводников обмотки

Iran- ширина проводников обмоток 2 и 3;

с - рассто ние между соседними

проводниками в секци х синусно-косинусных обмоток; X - перемещение; конструктивный коэффициент, J не завис щий от параметров

а , a,j и с;

Взаимна  индуктивность М,. того же проводника обмотки 1 и косинусной /обмотки 3 датчика определ етс  формулой - г

00

(2)

.иг -

Во взаимных индуктивйост х М, М, , как видно из формул (1) и (2), 5 отсутствуют низшие, по отношению к, гармонике с шагом Т, пространственные гармоники.

Из высших пространственных гармоник , вли ющих на точность датчика и присутствующих в выражени х (1) и (2) цд  и Л1 треть  может быть устранена путем выбора а Т/3, а п та  - ослаблена соответствующим наклоном проводников обмоток 2 и 3 и выбором С, близким к Т/5.

Благодар  предлагаемому исполнец ю синусной и косинусной обмоток датчика уменьшаетс  его погрешность от вли ни  низших пространственных гармоник, т.е. повышаетс  точность преобразовани  перемещений.

Claims (2)

1.Патент США 3441888, кл. 336123 , 1969.

2.Патент США № 3064218, кл. 336|129 , 1962 (прототип).

Jf