Датчик угловой скорости и ускорения

 

ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ, содержаищй корпус, источник магнитного поля, ротор и две токосъемные щетки расположенные вдоль оси вращения ротора, отличающийся тем, что, с-целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет обеспе чения измерения ускорения, в нем корпус имеет три внутренних кольцевых выступа, между которыми расположен источник магнитного поля, выполненный в виде двух встречновключенных обмоток, витки которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, выполненного в виде трех цилиндров, расположенных в кольцевых выступах корпуса и соединенных собой двумя цилиндрами меньшего диаметра, на которых размещены токосъемные щетки, при том по периметру центрального кольцевого выступа корпуса выполнены сквозные пазы, в которых расположены измерительные тороидальные обмотки, включённые последовательно . 10 СО 00

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ ЖИХ

РЕСПУБЛИК

Зш с 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ). 3333625/18-10 (22 ) 01.09.81 (46 ) 15.07.83. Бюл. Р 26 (72 ) В.Л.Стефанович (71 ) Научно-производственное объеди-, нение "Черметавтоматика" Всесоюзного научно-исследовательского института автоматизации черной металлургии (53 ) 531. 768 (088. 8 ) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР ,Р 485387, кл. G 01 Р 15/08, 1975.

2. Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., "Машиностроение", 1965, с. 463, табл, Я, I - униполярный тахогенератор (прототип }. (54) (57) TQHK YF3I0BOA CK0POCTH H

УСКОРЕНИЯ, содержащий корпус, источник магнитного поля, ротор и две токосъемные щетки, расположенные вдоль оси вращения ротора, о т л и ч а ю„„Я0„„9087 А iq и и с я тем, что, c ..целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерения ускорения, в нем корпус имеет три внутренних кольцевых выступа, между которыми расйоложен источник магнитного поля, выполненный в виде двух встречновключенных обмоток, витки которых расноложень в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, выполненного в виде трех цилиндров, рас- положенных в кольцевых выступах корпуса и соединенных между собой двумя цилиндрами меньшего диаметра, на которых размещены токосъемные щетки, при ртом по периметру цент- Е рального кольцевого выступа корпуса выполнены сквозные пазы, в которых расположены измерительные тороидаль- у ные обмотки, включенные последовательно.

1029087 в

BHHHIlH Заказ 4968/42 Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Проектная,4

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к области электрических измерений неэлектрических величин, и может быть использовано для одновременного измерения угловой скорости и ускорения.

Известно устройство для измерения угловой скорости и ускорения, содержащее асинхронный тахогенератор, диод в цепи обмотки возбуждения, высокочастотный и низкочастотный 10 фильтры, подключенные параллельно выходной обмотке (1).

Данное устройство имеет следующие недостатки. Во-первых, запаздывание в измерениях вследствие надичия фильтров. Во-вторых, сравнительно узкий диапазон измерений, так как при повышении скорости вращения ротора вихревые токи ротора начинают приобретать реактивный характер. 20

В-третьих, наличие значительных помех в выходных сигналах.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство, содержащее корпус, источник магнитного поля, ротор и две токосъемные щетки, расположенные вдоль оси врацения ротора (2 ).

Недостатки устройства — незначительная точность измерений и ограниченные функциональные возможности, вызванные невозможностью измерения ускорений угловых перемещений ротора.. Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения ускорения.

Э

Поставленная цель достигается тем, что в датчике угловой скорости, содержащем корпус, источник магнит- 40 ного поля, ротор и две токосъемные щетки, расположенные вдоль оси врацения ротора, корпус имеет три внутренних кольцевых выступа, между которыми расположен источник магнитного 45 поля, выполненный в виде двух встречно-включенных обмоток, витки которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, выполненного в виде трех цилиндров, Рас- 50 положенных в кольцевых выступах корпуса и соединенных между собой двумя цилиндрами меньшего диаметра, на которых размещены токосъемные щетки, при этом по периметру центрального кольцевого выступа корпуса выполнены сквозные пазы, в которых расположены измерительные тороидальные обмотки, включенные цоследователь но.

Fla чертеже изображен предложенный датчик угловой скорости и ускорения, общий вид.

Датчик состоит из,ротора 1, помещенного в статоре 2 иа подшипниках 3.

Статор и ротор выполнены иэ магнитомягких материалов, причем .последний выполнен из материала с малым удельным сопротивлением. В статоре 2 помещены две обмотки 4, подключенные встречио к источнику постоянного напряжения и создаюцие магнитный поток возбуждения датчика. Цепь ротора 1 через щетки 5 замкнута на резистор 6. Статор имеет три внутренних кольцевых выступа, причем в центральном кольцевом выступе выполнены сквозные отверстия, в которых размещены последовательно соединенные обмотки 7.

Подшипниковые узлы ротора для устранения контуров,шунтируюцих основной контур ротора, отделены от статора изоляционными прокладками 8.

Датчик угловой скорости и ускорения работает следующим образом, Подключение обмотки возбуждения 4 к источнику постоянного. напряжения создает магнитные потоки возбуждения, проходящие через воздушные зазоры между ротором 1 и статором 2. При врацении якоря в нем наводится ЭДС, которая создает постоянный ток, проходяций по цепи: центральная часть ротора 1, щетки 5, резистор 6. Величина этого тока пропорциональна угловой скорости вращения ротора 1.

Напряжение на резисторе б пропорционально току и, следовательно, скорости врацения ротора 1.

Ток ротора 1, протекающий по его центральной части, создает магнитный поток в статоре 2. Основная часть этого магнитного потока, пропорционального угловой скорости вращения якоря, пронизывает витки обмотки 7.

При изменении во времени указанного магнитного потока в обмотке 7 наводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения потока, т.е. пропорциональная угловому ускорению. ротора. Эта

ЭДС и используется в качестве сигнала углового ускорения ротора.

Применение предлагаемого датчика угловых скоростей и ускорений позволит производить одновременное измерение угловых скоростей и ускорений практически без задержки и с минимальным содержанием сигналов помех.