Датчик скорости вращения вала

 

Датчик предназначен для использования в контрольно-измерительной технике для измерения скорости вращения различного рода валов и механизмов. Датчик содержит индуктор в виде постоянного магнита и систему магнитопроводов, выполненных в виде перекрестно присоединенных к постоянному магниту двух стержней. Полюсные наконечники одного стержня расположены паралелльно-встречно один другому и охвачены сигнальной обмоткой, Модулятор выполнен в виде зубчатого колеса с Z - образным профилем зубьев. Обеспечивается повышение чувствительности и мощности выходного сигнала. 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости вращения различного рода валов и механизмов.

Известен датчик скорости вращения, содержащий индуктор в виде постоянного магнита, укрепленный на контролируемом объекте, Ш-образный магнитопровод с измерительной обмоткой на среднем стержне, который выполнен укороченным и снабжен П-образной магнитопроводящей приставкой, жестко связанной с указанным стержнем и расположенной перпендикулярно основному магнитопроводу (авт. св. СССР N 291147, кл. G 01 P 3/48, 1971).

Недостатком этого датчика является относительно малая мощность выходного сигнала и недостаточная чувствительность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик скорости вращения вала, содержащий индуктор, постоянный магнит и систему магнитопроводов с сигнальной обмоткой, система магнитопроводов выполнена в виде перекрестно присоединенных к постоянному магниту двух стержней, полюсные наконечники одного из которых расположены параллельно один другому и охвачены сигнальной обмоткой (авт. св. СССР N 643805, кл. G 01 P 3/48, 1979, прототип).

Однако данный датчик обладает низкой чувствительностью.

Результатом изобретения является повышение чувствительности и мощности выходного сигнала датчика.

Этот результат достигается тем, что датчик скорости вращения вала, содержащий индуктор в виде постоянного магнита, систему магнитопроводов, выполненную в виде перекрестно присоединенных к постоянному магниту двух стержней, полюсные наконечники одного из которых расположены параллельно-встречно один другому и охвачены сигнальной обмоткой, а также модулятор, выполненный в виде зубчатого колеса, зубья которого выполнены Z-образного профиля. Такое выполнение датчика позволяет повысить его чувствительность и мощность выходного сигнала.

На фиг. 1 схематично показан предлагаемый датчик скорости вращения вала, общий вид; на фиг. 2 и 3 - положение модулятора относительно стержней магнитопровода в процессе работы.

Датчик скорости вращения вала (ДСВ) содержит постоянный магнит 1, к которому перекрестно присоединены две пары магнитопроводов в виде стержней 2, 3 и 4, 5, концы которых направлены к модулятору 6. При этом полюсные наконечники одной из пар магнитопроводов (например, 4 и 5) пропущены через сигнальную обмотку 7 в параллельно-встречном направлении.

В качестве модулятора могут быть использованы различного рода шестерни, связанные с вращающимися валами.

Модулятор 6 выполнен в виде зубчатого венца Z-образного профиля. При этом шаг зубьев равен расстоянию между концами стержней разноименных магнитов.

На фиг. 2 и 3 штриховыми окружностями показаны проекции полюсов стержней 2 - 5 магнита 1 на венец модулятора 6.

ДСВ работает следующим образом.

При вращении модулятора 6 он горизонтальным участком замыкает стержни 3 и 4 магнита 1, а правым угловым участком замыкает стержни 4 и 2. При этом возрастает магнитный поток Ф, образующий два параллельных контура Ф₁ и Ф₂, показанные пунктиром со стрелками на фиг. 1.

I контур: полюс N магнита 1, стержень 3, модулятор 6, стержень 4, полюс S магнита 1.

II контур: полюс N магнита 1, стержень 2, модулятор 6, стержень 4, полюс S магнита 1.

При дальнейшем повороте модулятора 6 он горизонтальным участком замыкает полюсные наконечники стержней 5 и 2, а левым угловым участком замыкает стержни 3 и 5. При этом возникают два параллельных контура III и IV магнитного потока Ф.

III контур: полюс N магнита 1, стержень 3, модулятор 6, стержень 5, полюс S магнита 1.

IV контур: полюс N магнита 1, стержень 3, модулятор 6, стержень 5, полюс S магнита 1.

Таким образом, в первый период модулятор 6 находится под полюсными наконечниками стержней 2, 3 и 4, магнитный поток проходит через сигнальную обмотку 7 в направлении стрелки Ф₁, а при переходе модулятора 6 к полюсным наконечникам стержней 4, 5 и 2, этот поток изменяет направление на обратное, показанное стрелкой Ф₂.

Магнитный поток меняет свое направление в интервале времени где τ - полюсное деление модулятора; p - число его полюсов.

Другими словами, в сигнальной обмотке 7 будут наводиться импульсы ЭДС положительной и отрицательной полярности соответственно направлению вращения объекта.

При изменении направления вращения объекта полярность импульсов изменяется на 180^o, что позволяет определить направление вращения объекта.

За счет протекания магнитного потока в одном направлении одновременно по двум противоположно расположенным стержням увеличивается поперечное сечение магнитопровода, что снижает его сопротивление и тем самым повышает чувствительность и мощность выходного сигнала датчика.

Формула изобретения

Датчик скорости вращения вала, содержащий индуктор в виде постоянного магнита, систему магнитопроводов, выполненную в виде перекрестно присоединенных к постоянному магниту двух стержней, полюсные наконечники одного из которых расположены параллельно-встречно один другому и охвачены сигнальной обмоткой, а также модулятор, выполненный в виде зубчатого колеса, отличающийся тем, что в нем зубья модулятора выполнены Z-образного профиля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3