Содержание 17.2. Датчики угла индукционные 17.2.1. Классификация и основные показатели Датчики угла (ДУ) представляют собой информационные электрические машины, предназначенные для работы в счетно-решающих системах для получения выходного напряжения, в некотором диапазоне линейно зависящего от угла поворота ротора. Датчики угла выпускаются бесконтактные и контактные на частоту 400 и 1000 Гц в корпусном и бескорпусном исполнении. Бесконтактные датчики угла с диапазоном линейности ±40 и +60° имеют явно-полюсный статор с двумя обмотками и явнополюсный безобмоточный ротор. Обмотка возбуждения и вторичная обмотка состоят из секций, сдвинутых в пространстве на одно зубцовое деление. Потоко-сцепление при повороте ротора в такой конструкции изменяется вследствие перераспределения магнитного потока в зубцах статора. Заданный диапазон преобразования достигается выбором соответствующего числа полюсов ротора и числа зубцов статора. Так, в ДУ с диапазоном линейности ±60° число полюсов ротора 8, а в ДУ с диапазоном линейности + 30° число полюсов рогора 2. Бесконтактные ДУ с диапазоном линейности ± 60° имеют также неявнополюсный статор. Обмотка возбуждения сосредоточенная, расположенная в двух противоположных пазах статора. В остальных пазах перпендикулярно МДС обмоток возбуждения уложены секции распределенной вторичной обмотки. Ротор датчика — безобмоточный двухполюсный. При повороте ротора от положения, соответствующего нулевому по-токосцеплению, секции вторичной обмотки последовательно охватываются потоком обмотки возбуждения. Зависимость выходного напряжения от угла поворота ротора определяется соотношением витков в секциях вторичной обмотки. Бесконтактные ДУ с диапазоном линейности + 60° представляют собой двухкаскад-ную электрическую машину, состоящую из кольцевого трансформатора и функционального узла. Кольцевой трансформатор слу- Таблица 17.7. Классы точности датчиков угла
жит для бесконтактного ввода энергии в функциональный узел. Основными элементами функционального узла являются статор и ротор с двумя диаметральными пазами в каждом, в которые уложены обмотка возбуждения и вторичная обмотка. Положение ротора, при котором оси обмоток взаимно перпендикулярны, соответствует нулевому потокосцеплению и нулевому сигналу на вторичной обмотке ДУ. При повороте ротора из этого положения выходные напряжения изменяются по линейному закону за счет линейного изменения потокосцепления. Контактные индукционные ДУ с диапазоном линейности ±80° в отличие от бесконтактных имеют только функциональный узел. Энергия в функциональный узел подается или снимается с помощью контактного узла. В устройствах и системах автоматики ДУ выполняют функции: датчиков положения рабочего органа позиционных следящих систем, датчиков и приемников дистанционных передач компенсационного типа, датчиков разомкнутых измерительных систем для измерения углового положения задающего вала. Классы точности ДУ устанавливаются по погрешности отображения линейной зависимости выходного напряжения и по отношению остаточного напряжения к крутизне выходного напряжения (табл. 17.7). Погрешность отображения линейной зависимости указана в процентах наибольшего значения выходного напряжения и определяется так же, как для линейных ВТ. Отношение остаточной ЭДС к крутизне выходного напряжения определяет чувствительность ДУ к минимальному углу поворота. При этом остаточная ЭДС измеряется на выводах выходной обмотки при нулевом положении рогора Расшифровка обозначения большинства ДУ на примере датчика 90Д-32-1Д: 90 — диапазон линейности, угл. град; Д — датчик (ДС — датчик синусный); 32 — внешний диаметр корпуса (статора), мм; 1 — корпусное исполнение; Д — модификация. В обозначениях бескорпусных датчиков цифры и буквы после второго дефиса отсутствуют (например, 10Д-20Б1). 17.2.2. Датчики угла 10Д-20Б1, 15Д-32А, 15Д-32Б, 45Д-50М, 45Д-45, 45Д-20Б, 60Д-50 Указанные ДУ выполняются бескорпусными. Выводы — гибкие. На роторе и статоре имеются отметки нулевого положения. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1,2; выходной обмотки — 3, 4. Режим работы — продолжительный. Технические данные ДУ приведены в табл. 17.8, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 17.9 и на рис. 17.4. Условия эксплуатации датчиков угла Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц: 2000 10Д-20Б1, 15Д-32Б, 15Д-32А, 45Д-50М, 45Д-45, 45Д-20Б .... 300 60Д-50....... 2200 остальных...... 2000 ускорение, м/с2: 10Д-20Б, 15Д-32Б, 60Д-50....... 300 45Д-20Б, 15Д-32А, 45Д-45, 45Д-50М ... 100 Ударные нагрузки, м/с2: 10Д-20Б1, 15Д-32Б ... 290 15Д-32А, 45Д-50М, 45Д-20Б 120 60Д-50........ 80 Температура окружающей среды, СС: 10Д-20Б1, 15Д-32Б, 15Д-32А, 45Д-50М, 45Д-45, 45Д-20Б.......-60-4- +100 60Д-50........-60-г +125 Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Таблица 17.8. Технические данные датчиков угла 10Д-20Б1, 15Д-32А, 15Д-32Б, 45Д-50М, 45Д-45, 45Д-20Б, 60Д-50
Примечание. В таблице приняты обозначения• а — угол поворота ДУ; S — крутизна выходного напряжения; ежт — остаточная ЭДС; Н — нелинейность характеристики; <р — сдвиг фаз выходного напряжения относительно напряжения возбуждения; RH — активное сопротивление нагрузки; AKj — изменение коэффициента трансформации при изменении температуры окружающей среды; сра — изменение фазы выходного напряжения от угла поворота ротора в диапазоне линейности выходной характеристики; 5ф — изменение сдвига фаз выходного напряжения
Рис. 17.4. Габаритные и установочные размеры датчиков угла: ■10Д-20Б1, 6-15Д-32А, 15Д-32Б, *-45Д-50М, г-45Д-45; <)-45Д-20Б; е - 60Д-50 Рис. 17.4. 17.2.3. Датчики угла 45Д, 50Д Датчики угла 45Д, 50Д — корпусные бесконтактные. Входные и выходные обмотки ДУ расположены на статоре. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — /, 2; выходной — 3, 4. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный. Основные технические данные датчиков угла 45Д и 50Д приведены в табл. 17.10, габаритные и установочные размеры и масса—в табл. 17.11. Условия эксплуатации датчиков угла Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц: 45-20-1, 45Д-12-1, 45Д-50-1С, 45Д-32-2, 50Д-32-1, 45Д-32-3 ... 300 45Д-50-1, 45Д-32-1Б, 45 Д- 32-4...... 2000 ускорение, м/с2 45Д-20-1, 45Д-12-1, 45Д-50-1С, 45Д-32-2, 50Д-32-1, 45Д-32-3 ... 100 45Д-50-1, 45Д-32-1Б, 45Д-32-4...... 150 Ударные нагрузки, м/с2 ... 120 Температура окружающей среды, °С: 45Д-20-1, 45Д-12-1 . . . .-60 ч- +100 45Д-50-1, 45Д-32-1Б, 45Д-50-1С....... -60ч- +150 45-32-2........ -60ч- +160 50Д-32-1, 45Д-32-4 .... -60+ +200 45Д-32-3....... -60ч- +250 Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Таблица 17.10. Технические данные датчиков угла 45Д и 50Д
Таблица 17.11. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса
17.2.4. Датчики }гла 90Д-20-2, 90Д-12-1 Датчики угла 90Д-20-2, 90Д-12-1 -корпусные контактные. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1, 2; выходной — 3, 4. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжитель- Условия эксплуатации датчиков угла 90Д-20-2, 90Д-12-1 Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц ... 300 ускорение, м/с2..... 100 Ударные нагрузки, м/с2 ... 120 Температура окружающей среды, °С ......... -60- +100 Относительная влажность воздуха при температуре 40 "С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 2200 ный. Напряжение питания 12 В, частота напряжения питания 400 Гц. Основные технические данные датчиков приведены в табл. 17.12, габаритные и установочные размеры — на рис. 17.5. Рис. 17.5. Габаритные и установочные размеры датчиков угла 90Д-20-2, 90Д-12-1, 50ДС-32-1, 90Д-32-1Д
17.2.5. Датчик угла 50ДС-32-1 Датчик угла 50ДС-32-1 — синусный бесконтактный индукционный. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный. Габаритные и установочные размеры ДУ 50ДС-32-1 показаны на рис. 17.5. Технические данные датчика угла 50ДС-32-1 Напряжение питания, В .... 36 Частота напряжения питания, Гц 400 Потребляемый ток, мА..... 55 Погрешность отображения синусной зависимости, %.....0,5 Рабочий угол, град.....±50 Крутизна выходного напряжения, мВ/мин.......... 9 Отношение остаточной ЭДС к крутизне, мин........ 2,8 Сдвиг фазы выходного напряжения относительно входного, град 2 + 2 Сопротивление нагрузки, кОм . . 5 Изменение коэффициента трансформации при изменении температуры окружающей среды на каждые 40°С, %.........0,5 Изменение фазы выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды на каждые 40°С,град......... 1 Масса, кг..........0,17 Условия эксплуатации датчика угла 50ДС-32-1 Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц ... 300 ускорение, м/с2..... 100 Ударные нагрузки, м/с2 . . . 120 Температура окружающей среды, °С ......... -60+ +200 Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . . 1000 17.2.6. Датчик угла 90Д-32-1Д Датчик угла 90Д-32-1Д - двухфазный линейный бесконтактный индукционный. Электрическая схема ДУ показана на рис. 17.6. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1, 2, выходных — 3 — 6. Концы обмоток выведены на контактные кольца /— V, расположенные по окружности корпуса. Режим работы — продолжительный. Габаритные и установочные размеры ДУ приведены на рис. 17.5. Технические данные датчика угла 90Д-32-1Д Напряжение питания, В .... 36 Частота напряжения питания, Гц 400 Потребляемый ток, мА .... 100 Диапазон линейности, град ... +70 Крутизна выходного напряжения, мВ/мин......... 10 Нелинейность, %....... 2 Сдвиг фазы выходного напряжения относительно входного, град 20 + 7 Отношение остаточной ЭДС к крутизне, мин........ 10 Сопротивление нагрузки, кОм . . 20 Изменение коэффициента трансформации при изменении температуры окружающей среды на каждые 40 °С, %...... 4 Изменение фазы выходного напряжения от угла поворота ротора в диапазоне линейности, град 4 Изменение фазы выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды на каждые 40 °С, град...... 2 Масса, кг..........0,22 Условия эксплуатации датчика угла 90Д-32-1Д Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц ... 300 ускорение, м/с2..... 100 Ударные нагрузки, м/с2 . . . 120 Температура окружающей среды, °С .........-60+ +100 Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 2200 Рис. 17.6. Электрическая схема датчика угла 90Д-32-1Д 17.2.7. Датчики угла 90Д-32-3, 90Д-20-1 Датчики угла 90Д-32-3, 90Д-20-1 - бесконтактные линейные индукционные. Датчик 90Д-32-3 униполярного типа. Обозначение выводов обмоток возбуждения — 1, 2, выходной — 3, 4. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком Режим работы — продолжительный. Технические данные ДУ приведены в табл. 17.13, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 17.14 и на рис. 17.7. Условия эксплуатации датчиков угла 90Д-32-3 и 90Д-20-1 Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц: 90Д-32-3...... 2000 90Д-20-1...... 300 ускорение, м/с2: 90Д-32-3...... 150 90Д-20-1...... 100 Ударные нагрузки, м/с2: 90Д-20-1, 90-32-3 .... 120 Температура окружающей среды, °С: 90Д-32-3.......25-250 90Д-20-1.......-60-=- +100 Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 90Д-20-1, 90-32-3 .... 98 Гарантийная наработка, ч: 90Д-32-3....... 1200 90Д-20-1....... 3000 Таблица 17.14. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса датчиков угла 90Д-32-3 и 90Д-20-1
Таблица 17.13. Технические данные датчиков угла 90Д-32-3 и 90Д-20-1
Рис. 17.7. Габаритные и установочные размеры датчиков угла 90Д-32-3(а) и 90Д-20-1(б) 17.2.8. Датчик угла ДУ-34-1 Датчик угла ДУ-34-1 — бескорпусный индукционный. Датчик имеет по две взаимно перпендикулярные обмотки на роторе и статоре. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — PI {HI, красный), Р2 (К1, желтый); квадратурной — РЗ (Н2, зеленый), Р4 (К2, коричневый);, выходной — Cl {HI, красный), С2 {К1, синий) и СЗ (Н2, зеленый); С4 {К2, коричневый). Крепление ДУ — фланцевое. Режим работы — продолжительный. Габаритные и установочные размеры ДУ показаны на рис. 17.8. Технические данные датчика угла ДУ-34-1 Напряжение питания, В..... 40 Частота напряжения питания, Гц 1000 Рабочий угол поворота ротора, град 360 Потребляемый ток возбуждения холостого хода, А..... 0,06 Рис. 17.8. Габаритные и установочные размеры датчика угла ДУ-34-1 Остаточное напряжение, мВ ... 50 Асимметрия нулевых положений ротора, угл. мин...... 6 Неравенство коэффициентов трансформации, угл. мин .... 6 Крутизна выходного напряжения, мВ/угл. мин........13,5 Погрешность следования трансформаторной дистанционной передачи, угл. мин...... 15 Максимальное выходное напряжение холостого хода, В .... 46 Масса, кг..........0,055 Рис. 17.9. Габаритные и установочные размеры датчиков угла БДУ-34Б-1, БДУ-38-Н Условия эксплуатации датчика угла ДУ-34-1 Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц ... 5 — 2000 ускорение, м/с2..... 100 Ударные нагрузки, м/с2 . . . 350 Температура окружающей среды, °С ......... -60+ +100 Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . . 2000 17.2.9. Датчик угла БДУ-34Б-1 Датчик угла БДУ-34Б-1 — бесконтактный индукционный. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1,2; выходных — 3, 4 и 5, 6. Выходные обмотки взаимно перпендикулярны. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный. Габаритные и установочные размеры ДУ даны на рис. 17.9. Технические данные датчика угла БДУ-34Б-1 Напряжение питания, В .... 40 Частота напряженного питания, Гц 1000 Рабочий угол поворота ротора, град 360 Потребляемый ток возбуждения, А 0,055 Остаточное напряжение, мВ . . 30 Асимметрия нулевых положений ротора, угл. мин...... 6 Неравенство коэффициентов трансформации, угл. мин .... 6 Крутизна выходного напряжения, мВ/угл. мин........ 7 Погрешность следования трансформаторной дистанционной передачи, угл. мин...... 15 Максимальное выходное напряжение, В.......... 24 Масса, кг..........0,22 Условия эксплуатации датчика угла БДУ-34Б-1 Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц ... 5 — 1000 ускорение, м/с2..... 100 Ударные нагрузки, м/с2 . . . 350 Температура окружающей среды, °С .........-60-^ +85 Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 5500 17.2.10. Датчик угла БДУ-38-П Датчик угла БДУ-38-П — бескорпусный индукционный. Обозначение выводов обмоток : возбуждения — 1,2 (красный, черный), выходной — 3, 4 (синий, белый). Режим работы — продолжительный. Габаритные и установочные размеры ДУ приведены на рис. 17.9. Технические данные датчика угла БДУ-38-Н Напряжение питания, В .... 40 Частота напряжения питания, Гц 1000 Рабочий угол поворота ротора, град ± 5 Потребляемый ток возбуждения, А 0,17 Остаточное напряжение, мВ ... 100 Крутизна выходного напряжения, мВ/угл. мин....... 135 Сопротивление нагрузки, кОм . . 50 Нелинейность, %....... 5 Масса, кг.......... 0,06 Условия эксплуатации датчика угла БДУ-38-П Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц ... 5 — 2000 ускорение, м/с2..... 150 Ударные нагрузки, м/с2 ... 350 Температура окружающей среды, °С ........ -60-=- +85 Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 550 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|