Курсовая работа на тему: Конструкция кольцевых датчиков угла. Конструкция двухполюсного КИДУ

Введение

Для определения углового положения гироскопа и передачи этих данных в систему управления гироприбором необходимо преобразовывать угол поворота кардановых колец в другую физическую величину, более удобную для дистанционной передачи и дальнейшего использования [1]. Устройства, выполняющие такого рода преобразование, называются датчиками угла.

К датчикам угла, применяемым в гироприборах, предъявляются следующие требования [1]:

1. момент, прикладываемый со стороны датчика к гироскопу,должен быть минимальным;

2. характеристика датчика должна быть линейной , где Uвых - напряжение, снимаемое с датчика; а - угол поворота ротора; кд - коэффициент пропорциональности, который называется крутизной характеристики датчика;

3. порог чувствительности должен быть минимальным, с тем чтобы обеспечить фиксирование достаточно малых углов поворота гироскопа;

4. масса и габариты подвижных частей датчика должны быть также минимальны, с тем чтобы не увеличивать трение в опорах гироприбора;

5. мощность сигнала, снимаемого с датчика, должна быть максимально большой; это позволяет в ряде случаев не прибегать к усилению сигнала, что упрощает общую схему;

6. характеристика датчика должна быть стабильной и не зависимой от условий работы прибора;

7. остаточный сигнал датчика и шумы должны быть минимальными; в выходном напряжении датчиков, работающих на переменном токе, не должно быть высших гармоник, помех и остаточных э. д. с, сдвинутых по фазе на 90° относительно полезного сигнала.

Перечисленные требования иногда оказываются противоречивыми; так, например, увеличение выходной мощности приводит к увеличению момента, создаваемого датчиком. Решение вопроса о том, какое из перечисленных требований является основным, зависит от типа гироскопической системы, ее назначения и требуемой точности.

В качестве датчиков угла могут применяться различного типа устройства: потенциометрические, индукционные, емкостные, фотоэлектрические, пневматические, электромашинные и т. п. В настоящем курсовой работе рассматриваются кольцевые индукционные датчики угла (КИДУ).

Основными достоинствами КИДУ являются [1]:

1. отсутствие механического контакта между подвижной и неподвижной частями датчика, вследствие чего при работе датчика не возникают моменты сил сухого трения;

2. возможность обеспечения большого рабочего угла;

3. достаточно высокая разрешающая способность;

4. простота конструкции датчика, обусловливающая высокую надежность работы и малую стоимость;

5. удобство компоновки в приборе вследствие симметричности конструкции;

6. возможность использования в различных режимах работы.

Основными недостатками КИДУ являются:

1. наличие остаточного сигнала и сравнительно большого обратного момента;

2. небольшая мощность выходного сигнала, что требует применения усилителя;

3. зависимость выходного сигнала от нестабильности напряженияи частоты питания;

4. необходимость специальных токоподводов для обеспечения безмоментной электрической связи обмоток ротора с другими электроэлементами, расположенными на неподвижной части гироприбора;

5. сравнительно большая масса и габариты.

Вследствие указанных недостатков КИДУ в настоящее время не удовлетворяют жестким требованиям, предъявляемым к датчикам углов для прецизионных гироприборов. Поэтому в качестве линейных датчиков углов КИДУ применяются только в гироприборах средней и низкой точности.

Оглавление

- Введение

- Конструкция кольцевых датчиков угла

- Конструкция двухполюсного КИДУ

- Принцип действия КИДУ

- Уравнения э. д. с

- Параметры КИДУ

- Погрешности КИДУ

- Классификация погрешностей

- Расчет КИДУ

- Выбор геометрии магнитопровода

- Расчет обмоток и параметров КИДУ

- КИДУ со скосом пазов Заключение

- Список использованных источников

Заключение

В данной курсовой работе был спроектирован кольцевой индукционный датчик угла, представляющий собой поворотный трансформатор, при этом была использована соответствующая методика расчета. Характеристики спроектированного КИДУ удовлетворяют величинам, заданным в техническом задании: крутизна датчика кду6,00 в/град, напряжение возбуждения U1 36 В, номинальная частота f 400 Гц, наружный диаметр корпуса Dк 32 мм, внутренний диаметр ДУ Dас 4 мм, длина корпуса ДУ lк 14 мм, толщина обмотки lоб12 мм, количество витков концентрической обмотки статора , диаметр провода обмотки статора 0,08, количество витков концентрической обмотки ротора , диаметр проволоки обмотки ротора 0,15 мм. На основе рассчитанных геометрических параметров были вычерчены пластины магнитопроводов статора и ротора КИДУ.

Список литературы

1. Никитин Е.А. Гироскопические системы, ч.III. Элементы гироскопических приборов: учеб. пособие для вузов / Е. А. Никитин и др.; под ред. Д. С. Пельпора., - М.: "Высшая школа". 1979. -472 с.: ил.

2. Бабаева Н.Ф. Расчет и проектирование элементов гироскопических устройств: учеб. пособие для приборостроительных спец. вузов / Н. Ф. Бабаева и др. - Л.: "Машиностроение". 1967. -480 с.

3. Хрущев В.В. Электрические машины систем автоматики: учебник для вузов / В.В. Хрущев; - 2-изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1985. -186 с.

4. Хрущев В.В. Электрические микромашины / В.В. Хрущев; - Л., "Энергия". 1969. -278 с. с ил.

5. Сломянский Г.А. Детали и узлы гироскопических приборов: атлас конструкций / Г.А. Сломянский, А.В. Агапов, Е.М. Радионов и др.; - М.: Машиностроение. 1975. -306 с.