Устройство для измерения угла поворота

(51)01 7/30 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА(71) Заявитель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие Минский НИИ радиоматериалов(72) Авторы Власов Владимир Вениаминович Демченко Александр Иванович Гринчук Анатолий Петрович Серяков Виктор Михайлович Чудовский Александр Константинович(73) Патентообладатель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие Минский НИИ радиоматериалов(56) Шепелевич В.Г. Датчики перемещения,угла поворота и частоты вращения на основе эффекта Холла. - Мн., 1989. С. 21-22.2178139 2, 2002.2730052 1, 1996.(57) Устройство для измерения угла поворота, содержащее неподвижный магнитопровод с закрепленными на его концах преобразователем Холла и постоянным магнитом, а также подвижный магнитопровод, выполненный с возможностью вращения вокруг своей оси симметрии, отличающееся тем, что подвижный магнитопровод выполнен в виде стакана с обращенным к преобразователю Холла кососрезанным верхним краем и с осью вращения, проходящей через центр постоянного магнита, а расположение геометрического центра преобразователя Холла относительно указанной оси выбрано с условием равенства их взаимного расстояния радиусу срединной поверхности стенки стакана. 9252 1 2007.06.30 Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при обработке автоматических систем управления механизмами и технологическими процессами. Известно индукционное устройство для измерения угла поворота вала, содержащее подвижный магнитопровод и неподвижный магнитопровод 1. Это устройство обладает недостатком, заключающимся в сильном влиянии внешних помех, обусловленных наличием измерительных индукционных катушек, а также ограничением минимальных габаритов размерами измерительных катушек. Известно устройство для измерения угла поворота, содержащее вращающийся элемент и неподвижный элемент с электрическим преобразователем 2. Это устройство обладает недостатком, заключающимся в контактном способе съема информации, влекущем за собой быструю изнашиваемость деталей. Известно также устройство для измерения угла поворота, содержащее неподвижный магнитопровод с закрепленными на его концах преобразователем Холла и постоянным магнитом, а также подвижный магнитопровод, выполненный с возможностью вращения вокруг своей оси симметрии 3. Это устройство обладает недостатком, заключающимся в дискретности измерения угла поворота и сложности изготовления, т.к. содержит вращающийся диск с вставленными в него ферромагнитными стержнями. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение точности и увеличение разрешающей способности устройства, упрощение конструкции. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения угла поворота, содержащем неподвижный магнитопровод с закрепленными на его концах преобразователем Холла и постоянным магнитом, а также подвижный магнитопровод, выполненный с возможностью вращения вокруг своей оси симметрии, подвижный магнитопровод выполнен в виде стакана с обращенным к преобразователю Холла кососрезанным верхним краем и с осью вращения, проходящей через центр постоянного магнита, а расположение геометрического центра преобразователя Холла относительно указанной оси выбрано с условием равенства их взаимного расстояния радиусу срединной поверхности стенки стакана. На фигуре изображено устройство для измерения угла поворота в разрезе. Устройство для измерения угла поворота состоит из неподвижного магнитопровода 1,на конце неподвижного магнитопровода 1 размещен преобразователь Холла 2, а на другом его конце размещен постоянный магнит 3. Подвижный магнитопровод выполнен в виде стакана 4 с обращенным к преобразователю Холла 2 кососрезанным верхним краем и с осью вращения, проходящей через центр постоянного магнита 3, а расположение геометрического центра преобразователя Холла 2 относительно указанной оси выбрано с условием равенства их взаимного расстояния радиусу срединной поверхности стенки 5 стакана 4. Устройство для измерения угла поворота работает следующим образом. При включении напряжения питания через токовые контакты преобразователя Холла 2 протекает электрический ток, а на холловских контактах преобразователя Холла 2 индуцируется э.д.с., пропорциональная величине нормальной поверхности преобразователя Холла 2 составляющей вектора магнитной индукции поля, создаваемого постоянным магнитом 3. При вращении подвижного магнитопровода, выполненного в виде стакана 4, изменяется воздушный зазормагнитной церии между верхней кромкой стенки стакана 4 и преобразователя Холла 2. Вследствие этого изменяется индукция магнитного поля, проходящего через преобразователь Холла 2, являющегося выходным сигналом устройства для измерения угла поворота. 2 9252 1 2007.06.30 Таким образом, выполнение подвижного вращающегося магнитопровода в форме стакана 4 со скошенным верхним краем позволяет во взаимодействии с неподвижной частью магнитной цепи, т.е. неподвижным магнитопроводом 1, преобразователем Холла 2 и постоянным магнитом 3, получать непрерывно изменяющийся выходной сигнал при изменении угла поворота подвижного магнитопровода, выполненного в форме стакана 4, чего нельзя было достичь вполне в прототипе. Что позволяет повысить точность и разрешающую способность устройства для измерения угла поворота. Отсутствие составных элементов подвижного магнитопровода, выполненного в форме стакана 4, упрощает его изготовление. Применение преобразователя Холла 2 обеспечивает бесконтактный способ съема информации в устройстве для измерения угла поворота. Расположение постоянного магнита 3 на одной оси с магнитопроводом 4 обеспечивает зависимость магнитного сопротивления цепи от величины воздушного зазора , обеспечивает линейность выходного сигнала,повышает точность и увеличивает разрешающую способность в широком диапазоне измерения угла поворота. Размещение геометрического центра преобразователя Холла 2 на расстоянии от оси вращения подвижного магнитопровода, выполненного в форме стакана 4, равном радиусу срединной поверхности стенки 5 стакана 4, обеспечивает уменьшение влияния точности изготовления стакана 4 на уровень паразитных шумов выходного сигнала, что повышает разрешающую способность устройства. Источники информации 1. Патент РФ 2145053, МПК 701 В 7/30, 2000. 2. Патент Франции 2766566, МПК 601 5/24, 2000. 3. Шепелевич В.Г. Обзорная информация. Датчики перемещения, угла поворота и частоты вращения на основе эффекта Холла. - Мн., 1989. - С. 21-22 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3