МАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения угловых размеров, где требуется надежное сочленение преобразователя с объектом пользователя, при малых осевых габаритах устройства.
Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, расположенные в корпусе, вал с углублением, магнит, закрепленный в углублении вала, плату обработки, установленную в корпусе, магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки, RU №72318 U1.G01B 7/30, H01L 43/04,10.04.2008.
Недостатком известного магнитного преобразователя является отсутствие встроенной компенсирующей муфты и сложность его стыковки с вращающимся валом объекта пользователя, что снижает эксплуатационные возможности устройства.
Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, вал с отверстием, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки, установленную в корпусе и магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, RU №74463 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, 27.06.2008. Известный преобразователь имеет глухое отверстие в валу для стыковки с валом объекта пользователя.
У известного преобразователя отсутствует указатель нулевого положения измерительной шкалы, что усложняет стыковку устройства с объектом пользователя, что особенно важно для преобразователей с абсолютным отсчетом, а это снижает эксплуатационные возможности устройства.
Известен фотоэлектрический преобразователь угла, установленный на объекте пользователя, содержащий корпус, кодируемый вал, муфту с компенсирующим упругим элементом в виде сильфона, имеющую сквозное отверстие, установленную соосно с кодируемым валом и соединенную с торцевой поверхностью корпуса одним концом, а другим - с неподвижной частью объекта, и указатель нулевого положения измерительной шкалы, в виде сквозного отверстия расположенного в преобразователе и муфте RU №2263396 С1,Н03М 1/28, Н03М 1/24, 27.10.2005.
В известном преобразователе муфта выполнена из нескольких деталей, требующих дополнительную сборочную операцию. Кроме того, указатель нулевого положения измерительной шкалы расположен внутри преобразователя, что усложняет герметизацию преобразователя и стыковку с объектом пользователя.
Известна упругая муфта, содержащая диски с соосными отверстиями и упругие стержни, размещенные в каждом из соосных отверстий дисков, RU №2071687 C1,F16D 3/58, 10.01.1997.
Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, вал с отверстием, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки, установленную в корпусе, магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, компенсирующую муфту, установленную коаксиально корпусу и скрепленную с ним, снабженную упругим элементом, и выполненную с одной стороны с присоединительным фланцем, имеющим крепежное отверстие, для связи с объектом пользователя, а с другой - с посадочным отверстием для корпуса, RU №81797 U1, G01B 7/30, H01L 43/04, F16D 3/58,27.03.2009.
Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящей полезной модели.
В преобразователе «ближайшего аналога» встроенная компенсирующая муфта имеет продольный упругий элемент, расположенный коаксиально преооразователю, что увеличивает гаоариты устройства, тем самым снижает его эксплуатационные возможности и использование в малогабаритной аппаратуре.
В преобразователе «ближайшего аналога» отсутствует указатель нулевого положения измерительной шкалы, что при использовании абсолютных преобразователей усложняет их сопряжение с нулевым положением подвижной части объекта пользователя.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей уменьшить габариты, расширить эксплуатационные возможности, упростить сопряжение и стыковку с объектом пользователя.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в выполнении компенсирующей муфты из отштампованной пластины, имеющей цилиндрическую отбортовку, в выполнении упругого элемента в виде продольного гофра и в выполнении в продольном гофре отверстия и на вале индекса, используемые в качестве указателя нулевого положения измерительной шкалы и позволяющие обеспечить надежное согласование нулевого положения измерительной шкалы преобразователя и поворотной части объекта пользователя.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что магнитный преобразователь угла, содержит корпус, шарикоподшипники, установленные в корпусе, вал с отверстием, магнит, закрепленный в отверстии вала, плату обработки, установленную в корпусе, магниточувствительный элемент, расположенный на плате обработки с зазором по отношению к магниту, компенсирующую муфту, установленную коаксиально корпусу и скрепленную с ним, снабженную упругим элементом, и выполненную с одной стороны с присоединительным фланцем, имеющим крепежное отверстие, для связи с объектом пользователя, а с другой - с посадочным отверстием для корпуса.
Компенсирующая муфта, отштампованная из пластины, расположена перпендикулярно оси вращения вала.
Компенсирующая муфта имеет цилиндрическую отбортовку в зоне крепления к корпусу.
Упругий элемент компенсирующей муфты выполнен в виде продольного гофра.
Продольный гофр размещен между крепежным отверстием присоединительного фланца и посадочным отверстием компенсирующей муфты перпендикулярно плоскости, проходящей через центры этих отверстий.
Продольный гофр выполнен с отверстием.
При этом на вале нанесен индекс.
Отверстие в продольном гофре и индекс расположены в общей плоскости их визуального сопряжения, проходящей через ось вращения вала и параллельно корпусу.
Отверстие в продольном гофре и индекс являются указателем нулевого положения измерительной шкалы преобразователя.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - магнитный преобразователь угла, изометрия с вырезом четверти;
на фиг.2 - компенсирующая муфта преобразователя, изометрия;
на фиг.3 - компенсирующая муфта преобразователя, поперечный разрез.
Магнитный преобразователь угла содержит:
Корпус - 1,
Шарикоподшипники (в корпусе 1) - 2.
Вал - 3,
отверстие (в вале 3) - 4.
Магнит (в отверстии 4) - 5.
Плату обработки (в корпусе 1) - 6,
магниточувствительный элемент (на плате 6) - 7.
Компенсирующую муфту - 8.
Посадочное отверстие (муфты 8) - 9,
цилиндрическую отбортовку (муфты 8) - 10,
зону крепления (муфты 8 к корпусу 1) - 11.
Присоединительный фланец (муфты 8) - 12,
крепежное отверстие (во фланце 12) - 13,
зону крепления (муфты 8 к объекту пользователя) - 14.
Упругий элемент в виде продольного гофра - 15.
Указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде
отверстия (в гофре 15) - 16
Указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде индекса (на вале 3)-17.
Магнитный преобразователь угла содержит корпус 1, шарикоподшипники 2, вал 3, магнит 5, плату обработки 6, магниточувствительный элемент 7 и компенсирующую муфту 8.
Шарикоподшипники 2 установлены в корпусе 1.
Вал 3 выполнен с отверстием 4.
Магнит 5 закреплен в отверстии 4 вала 3.
Плата обработки 6 установлена в корпусе 1.
Магниточувствительный элемент 7 расположен на плате обработки 6. Между магниточувствительным элементом 7 и магнитом 5 имеется зазор.
Магниточувствительный элемент 7 представляет собой специальную микросхему (например, 2SA-10 фирмы Sentron AG), в которой используется эффект Холла, при этом определяется напряженность магнитного поля в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Компенсирующая муфта 8 выполнена отштампованной из пластины.
Компенсирующая муфта 8 скреплена с корпусом 1 и расположена перпендикулярно оси вращения вала 3.
компенсирующая муфта о выполнена с одной стороны с присоединительным фланцем 12, имеющим в зоне крепления 14 крепежное отверстие 13, для связи с объектом пользователя, а с другой - с посадочным отверстием 9 для корпуса 1.
Компенсирующая муфта 8 имеет цилиндрическую отбортовку 10 в зоне крепления 11 к корпусу 1.
Компенсирующая муфта 8 снабжена упругим элементом в виде продольного гофра 15.
Упругий элемент в виде продольного гофра 15 позволяет осуществлять преобразователю как малые повороты корпуса 1 в двух перпендикулярных плоскостях, так и малые линейные смещения корпуса 1 перпендикулярно оси вала 3.
Продольный гофр 15 размещен между крепежным отверстием 13 присоединительного фланца 12 и посадочным отверстием 9 компенсирующей муфты 8 перпендикулярно плоскости, проходящей через центры отверстий 13 и 9.
Продольный гофр 15 выполнен с отверстием 16.
На вале 3 выполнен индекс 17.
Отверстие 16 и индекс 17 являются указателем нулевого положения измерительной шкалы преобразователя.
При нулевом положении преобразователя отверстие 16 и индекс 17 расположены в общей плоскости их визуального сопряжения, проходящей через ось вращения вала 3 и параллельно корпусу 1.
Магнитный преобразователь угла связан с объектом пользователя посредством компенсирующей муфты 8 и отверстия 4 в вале 3.
Для соединения магнитного преобразователя угла с регистрирующим устройством (не показано) служит кабель связи (изображен условно).
Магнитный преобразователь угла осуществляет измерения следующим образом.
При повороте вала 3 с магнитом 6 происходит изменение параметров электромагнитного поля, воздействующего на магниточувствительный элемент 7, который регистрирует угол поворота магнита 5 и преобразует его совместно с другими электроэлементами (показаны условно) платы обработки 6 в электрический сигнал требуемого формата, пропорциональный величине поворота и передаваемый в устройство регистрации (не показано) по кабелю связи.
При нулевом положении измерительной шкалы преобразователя с абсолютным отсчетом, когда уровень выходного сигнала для каждого разряда преобразователя соответствует логическому «0», а сам преобразователь выдает «ноль кодов», отверстие 16 в продольном гофре 15 компенсирующей муфте 8 и индекс 17 расположены в общей плоскости, проходящей через ось вращения вала 3 параллельно корпусу 1. Одновременно с указанием нулевого положения измерительной шкалы наличие отверстия 16 в продольном гофре 15 уменьшает его жесткость и делает муфту более эластичной.
Выполнение муфты 8 из отштампованной пластины минимизирует осевые размеры преобразователя, обеспечивает возможности его эксплуатации в малогабаритных измерительных системах, делает высоко производительным процесс ее изготовления при уменьшении расхода материала.
Наличие в муфте 8 цилиндрической отбортовки 10 в зоне крепления 11 муфты 8 к корпусу 1 обеспечивает ее надежное базирование и крепление в малых габаритах.
Выполнение в муфте 8 упругого элемента в виде продольного гофра 15 обеспечивает малые осевые габариты, малые повороты корпуса 1 в двух перпендикулярных плоскостях и малые линейные смещения корпуса 1 перпендикулярно оси преобразователя.
Снабжение преобразователя визуальным указателем нулевого положения измерительной шкалы в виде отверстия 16 в продольном гофре 15 и индекса 17 на вале 3 обеспечивает надежное согласование нулевого положения подвижной части объекта пользователя с нулевым положение измерительной шкалы магнитного преобразователя угла, упрощает сборочную операцию по стыковке преобразователя с приводным механизмом объекта пользователя, при этом контроль за выполнением этой операции не требует специальных приборов, что особенно важно для преобразователя с абсолютным отсчетом перемещений.
Выполнение указателя нулевого положения измерительной шкалы преобразователя в виде отверстия 16 в продольном гофре 15 и индекса 17 на вале 3 делает простым как процесс изготовления указателя, так и простым процесс визуального сопряжения в общей плоскости отверстия 16 и индекса 17, расширяя тем самым эксплуатационные возможности устройства за счет простых конструктивных элементов.
Предложенный магнитный преобразователь угла изготовлен промышленным способом в ОАО «СКБ ИС», и проведенные испытания опытной партии, обусловливают, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».