27.04.2013
216.012.3b2d

ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения угловых перемещений в авиационной технике, в том числе в различных цепях управления электротехнических, электромеханических устройств. Сущность: преобразователь содержит цилиндрический корпус (1), статор (2) с кольцевыми (6) и радиальными (7) пазами, выполненный из ферромагнитного материала, обмотку измерения (3), выполненную двухсекционной и размещенную в радиальных (7) и кольцевых пазах (6) статора (2), обмотку возбуждения (4), выполненную в виде кольца и размещенную в кольцевом пазу (6) статора (2) между двумя секциями измерительной обмотки (3), коаксиально ее кольцевым участкам, ротор (5) в форме полудиска, расположенный соосно со статором (2). Технический результат: повышение чувствительности, снижение погрешности. 2 ил.
Основные результаты: Трансформаторный преобразователь угловых перемещений, содержащий цилиндрический корпус, ферромагнитный статор с размещенными в нем обмоткой возбуждения и двумя секциями измерительной обмотки, расположенными вокруг двух полюсов статора, имеющих форму секторов и соединенных последовательно встречно, и ферромагнитный ротор, выполненный в виде полудиска и расположенный соосно со статором, отличающийся тем, что обмотка возбуждения в нем выполнена в виде кольца и размещена в кольцевом пазу статора, обращенном к ротору, между секциями измерительной обмотки коаксиально кольцевым ее участкам.
Реферат Свернуть Развернуть

Трансформаторный преобразователь угловых перемещений относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использован для измерения угловых перемещений в системе контроля параметров шасси самолетов в авиационной технике, в том числе в различных цепях телеконтроля и управления электротехнических, электромеханических устройств.

Известен дифференциальный индуктивный датчик угловых перемещений [1], содержащий пластинчатый ферромагнитный ротор - экран, две катушки индуктивности, соединенные дифференциально, втулку с размещенными в ней каркасами катушек индуктивности.

Наиболее близким к предлагаемому преобразователю по технической сущности является трансформаторный преобразователь больших угловых и малых линейных перемещений [2], содержащий в паре выполненных из сплошной стали стаканообразных половин корпуса выпрессованные из порошковой стали полый цилиндр и пару торцовых крышек статора, обмотки возбуждения и измерения, размещенные в двух кольцеобразных и радиальных пазах крышек статора, вал ротора с диском, а на каждой из диаметрально-противоположных сторон роторного диска закреплено по полудиску из пресс-порошковой стали.

Поскольку предметом заявляемого технического решения является трансформаторный преобразователь угловых перемещений, сравнение с аналогом будем проводить в той части, которая касается только преобразователя угловых перемещений.

Недостатком известного трансформаторного датчика является низкая чувствительность и наличие дополнительной погрешности, обусловленной неидентичностью параметров секций питающей обмотки и распределения магнитных потоков.

Целью предлагаемого изобретения является повышение чувствительности и снижение погрешности от неидентичности параметров секций обмотки питания и распределения магнитных потоков, пронизывающих секции измерительной обмотки.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом преобразователе, содержащем цилиндрический корпус, ферромагнитный статор с размещенными в нем обмоткой возбуждения и двумя секциями измерительной обмотки, расположенными вокруг двух полюсов статора, имеющих форму секторов, ферромагнитный ротор, выполненный в виде полудиска и расположенный соосно со статором, обмотка возбуждения выполнена в виде кольца и размещена в кольцевом пазу статора, обращенном к ротору, между секциями измерительной обмотки коаксиально кольцевым ее участкам.

На фиг.1 представлена конструктивная схема трансформаторного преобразователя угловых перемещений.

Трансформаторный преобразователь угловых перемещений содержит корпус (1), внутри которого расположены статор (2) и ротор (5). Измерительные обмотки (3) размещены вокруг двух полюсов (6) статора (2), имеющих форму секторов с углом около 180°, и соединены последовательно встречно.

Преобразователь работает следующим образом: при подаче в обмотку возбуждения (4) переменного тока в магнитопроводе статора (2), охваченном обмоткой (4), возбуждается переменный магнитный поток, который проходит через ротор (5), воздушный зазор между ротором (5) и статором (2), полюсы (6) статора (2), охваченные секциями измерительной обмотки (3), и замыкается через основание статора (2) фиг.1.

Путь прохождения магнитного потока на фиг.1 показан стрелками. При прохождении переменного магнитного потока по указанному на фиг.1 пути в секциях измерительной обмотки (3) индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), величина которой зависит от площади перекрытия ротором (5) соответствующего полюса (6) статора (2). В положении ротора (5), показанном на фиг.1, площади перекрытия ротором (5) полюсов (6) статора (2) равны, а следовательно, равны и ЭДС в секциях измерительной обмотки (3). При повороте ротора (5) в ту или иную сторону площадь перекрытия ротором (5) полюсов (6) статора (2) изменится, соответственно изменится и выходная ЭДС соответствующей обмотки (3). Причем это изменение будет осуществляться не только за счет изменения индуктивности секций измерительной обмотки (3), но и за счет перераспределения магнитного потока, проходящего через соответствующий полюс (6) статора (2), что приводит к увеличению чувствительности преобразователя.

В известном датчике [2] такого перераспределения не происходит, так как магнитные потоки, развиваемые согласно включенными секциями обмотки питания, направлены навстречу друг другу и могут только компенсировать друг друга. Поэтому изменение ЭДС в секциях измерительной обмотки происходит только за счет изменения их индуктивности.

Кроме того, в известном преобразователе возникают дополнительные погрешности из-за неидентичности параметров секций питающих обмоток между собой и как следствие неидентичности развиваемых магнитных потоков.

Электрическая схема трансформаторного преобразователя угловых перемещений приведена на фиг.2, где L1 - обмотка возбуждения, L2 и L3 - секции измерительной обмотки.

ЭДС секций вторичной обмотки трансформаторного преобразователя определяется выражениями:

где ω=2πf;

f - частота напряжения питания;

Mo - взаимная индуктивность секции измерительной обмотки и обмотки возбуждения при расположении ротора на нейтрали трансформаторного преобразователя;

- напряжение, приложенное к клеммам обмотки возбуждения;

ZB - полное сопротивление обмотки возбуждения;

φ - угловое перемещение ротора относительно электрической нейтрали преобразователя;

m - изменение взаимной индуктивности секции измерительной обмотки возбуждения, приходящееся на единицу углового перемещения ротора.

Выражая величины E1 и E2 в долях выходной ЭДС, приходящейся на единицу перемещения ротора, получим:

где Eo - ЭДС на зажимах секций измерительной обмотки при расположении ротора в электрической нейтрали преобразователя;

e - изменение ЭДС в измерительных обмотках, приходящееся на единицу углового перемещения ротора;

Величина выходной ЭДС преобразователя при встречном включении измерительных обмоток определяется выражением:

В полученном выражении значение выходной ЭДС преобразователя непосредственно связано с перемещением ротора.

Ротор преобразователя в процессе измерения связан с объектом контроля.

Таким образом, за счет применения одного статора из ферромагнитного материала, размещения обмотки возбуждения в кольцевом пазу статора между двумя секциями измерительной обмотки, коаксиально ее кольцевым участкам, повышается чувствительность и точность измерений трансформаторного преобразователя угловых перемещений.

Повышение чувствительности обусловлено перераспределением магнитного потока между полюсами, охваченными измерительными обмотками при повороте ротора.

Уменьшение погрешности достигается за счет использования одной обмотки возбуждения, исключающей погрешность от несимметричности магнитных цепей в случае использования двух обмоток.

Источники информации

1. RU, патент №22062975, кл. G01B 7/00, 1988 г.

2. SU, патент №1420354, кл. G01B 7/30, 1996.

Трансформаторный преобразователь угловых перемещений, содержащий цилиндрический корпус, ферромагнитный статор с размещенными в нем обмоткой возбуждения и двумя секциями измерительной обмотки, расположенными вокруг двух полюсов статора, имеющих форму секторов и соединенных последовательно встречно, и ферромагнитный ротор, выполненный в виде полудиска и расположенный соосно со статором, отличающийся тем, что обмотка возбуждения в нем выполнена в виде кольца и размещена в кольцевом пазу статора, обращенном к ротору, между секциями измерительной обмотки коаксиально кольцевым ее участкам.
ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 49.
10.01.2013
№216.012.19e9

Датчик давления тензорезистивного типа с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой

Датчик давления с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой (НиМЭМС) предназначен для использования при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений. Датчик давления тензорезистивного типа с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой (НиМЭМС)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472125
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a8b

Способ и устройство для цифрового сжатия и восстановления сигналов

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и информационно-измерительной техники и может быть использовано для анализа, сжатия-восстановления и выделения информативных колебательных компонент сигналов в системах телеметрии, телеуправления и многоканальных системах сбора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472287
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.06.2013
№216.012.4e46

Способ изготовления микромеханического вибрационного гироскопа

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении микромеханических гироскопов для измерения угловой скорости. В способе изготовления микромеханического вибрационного гироскопа механическую структуру с крестообразными торсионами формируют из пластины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485620
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.54cf

Вихретоковый преобразователь перемещений

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: преобразователь содержит керамический каркас 5, заключенный в керамический корпус преобразователя 2, измерительную 3 и компенсационную 4 катушки индуктивности, намотанные в пазах керамического каркаса 5. Катушки 3 и 4 идентичны по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487314
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e08

Способ изготовления тонкопленочного датчика давления

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений. При изготовлении тонкопленочного датчика...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489693
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.61f3

Имитатор выходных сигналов тензорезисторов

Изобретение относится к технике метрологии для проверки и аттестации вторичных тензоизмерительных приборов. Техническим результатом является расширение диапазона задания напряжения разбаланса измерительных тензомостов за счет автоматического поддержания напряжения разбаланса, зависящего только...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490707
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6243

Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения

Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения относится к измерительной технике и может быть использован в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490787
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a8

Устройство для измерения давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давлений измерительными устройствами, построенными на базе тензорезисторных мостов. Устройство содержит тензорезисторный мост, входная диагональ которого подключена к его источнику питания, дифференциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492439
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7f39

Тензорезисторный преобразователь силы

Изобретение может быть использовано для измерения малых давлений с повышенной чувствительностью и точностью. Тензорезисторный преобразователь силы содержит упругий элемент, выполненный за одно целое с опорном кольцом. Упругий элемент выполнен с четырьмя сквозными отверстиями с поперечными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498242
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7f40

Способ изготовления тензорезисторного датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной пенью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498249
Дата охранного документа: 10.11.2013
Показаны записи 1-10 из 39.
10.01.2013
№216.012.19e9

Датчик давления тензорезистивного типа с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой

Датчик давления с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой (НиМЭМС) предназначен для использования при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений. Датчик давления тензорезистивного типа с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой (НиМЭМС)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472125
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a8b

Способ и устройство для цифрового сжатия и восстановления сигналов

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и информационно-измерительной техники и может быть использовано для анализа, сжатия-восстановления и выделения информативных колебательных компонент сигналов в системах телеметрии, телеуправления и многоканальных системах сбора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472287
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.06.2013
№216.012.4e46

Способ изготовления микромеханического вибрационного гироскопа

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении микромеханических гироскопов для измерения угловой скорости. В способе изготовления микромеханического вибрационного гироскопа механическую структуру с крестообразными торсионами формируют из пластины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485620
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.54cf

Вихретоковый преобразователь перемещений

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: преобразователь содержит керамический каркас 5, заключенный в керамический корпус преобразователя 2, измерительную 3 и компенсационную 4 катушки индуктивности, намотанные в пазах керамического каркаса 5. Катушки 3 и 4 идентичны по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487314
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e08

Способ изготовления тонкопленочного датчика давления

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений. При изготовлении тонкопленочного датчика...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489693
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.61f3

Имитатор выходных сигналов тензорезисторов

Изобретение относится к технике метрологии для проверки и аттестации вторичных тензоизмерительных приборов. Техническим результатом является расширение диапазона задания напряжения разбаланса измерительных тензомостов за счет автоматического поддержания напряжения разбаланса, зависящего только...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490707
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6243

Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения

Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения относится к измерительной технике и может быть использован в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490787
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a8

Устройство для измерения давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давлений измерительными устройствами, построенными на базе тензорезисторных мостов. Устройство содержит тензорезисторный мост, входная диагональ которого подключена к его источнику питания, дифференциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492439
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7f39

Тензорезисторный преобразователь силы

Изобретение может быть использовано для измерения малых давлений с повышенной чувствительностью и точностью. Тензорезисторный преобразователь силы содержит упругий элемент, выполненный за одно целое с опорном кольцом. Упругий элемент выполнен с четырьмя сквозными отверстиями с поперечными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498242
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7f40

Способ изготовления тензорезисторного датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной пенью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498249
Дата охранного документа: 10.11.2013

Похожие РИД в системе