Импульсный датчик скорости и ускорения
О л н с А н и с.
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
" 678430;
К АВ ОРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 200677(21) 2501352/18-10 (51)М. КЛ.2
G 01 Р 15/08 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 050879. Бюллетень йо 29
Дата опубликования описания 050879 (53) УДК 531.768 (088.8) (72) Автор изобретения
A.G.Ñóëÿåí (71) Заявитель Дальневосточный ордена трудового красного знамени политехнический институт им. В.В.Куйбйшева (54) ИМПУЛЬСИ61Й ДАТЧИК СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ
Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к измерителям неэлектрических величин скорости и ускорения вращательного движения с дальнейшим преобразованием в электрический широтно-импульсный сигнал, используемый в целях коррекции динамических показателей автоматических систем разнообразного назначения.
Известен электромеханический датчик параметров вращения, содержащий статор и ротор с обмотками, причем обмотки ротора замкнуты на активные сопротивления: одна обмотка подключена к источнику постоянного напряжения, а другая обмотка статора подключена к выходу датчика. Известен датчик угловых ускорений, содержащий ротор с постоянным магнитом, статор с магнитопроводом и измерительной и выходной обмотками, причем магнитопровод выполнен в виде двух концентрических колец, соединенных радиальными перемычками. При этом измерительная обмотка выполнена в виде двух короткозамкнутых диаметрально расположенных секций, намотанных на внутренней кольцо магнитопровода и выходная обмотка намотана йа каждую секцию внешнего кольца магнитопровода. Общим недостатком этих устройств является сложность конструкции и в особенности статора датчика, а также неудобство дальнейшего использования выходного сигнала датчика в импульсных системах.
Наиболее близким по технической сущности является импульсный датчик скорости, содержащий статор в виде кольцевого магнитопровода с обмоткой, подключенной через активное сопротивление к источнику питающего напряжения, и помещенный внутри статора ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, укрепленных на концах плоских пружин, вторые концы которых укреплены на валу. Основным недостатком этого датчика является то, что при простоте конструкции его выходной сигнал пропорционален величине скорости вращения и не определяется ускорением вращения. Оцнако в ряде случаев для коррекции динамических показателей автоматчческих систем необходим сигнал н скорости
1 и ускорения, т.е. первая и вторая производные от угла поворота.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей
678430
Формула изобретения импульсного .датчика скорости и уско. рения, т.е. получение информации о величине скорости и ускорени я вращательного движения от одного электромеханического датчика. Укаэанная цель достигается тем, что в импульсном датчике скорости.и ускорения, содержащем статор в виде кольцевого магнитопровода с обмоткой, подключенной через нагруэочное сопротивление к источнику питания, и ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, укрепленных на упругом подвесе, упругий подвес выполнен из плоских пружин, изогнутых посередине, причем плоскость одной половины пружины перпендикулярна к плоскости другой.
На фиг. 1 показана схема устройства (пунктирной линией изображено положение грузов-магнитов при отклонении их под действием центробежной силы), вид сбоку; на фиг. 2 — то же, при действии ускорения, вид спереди; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу датчика.
Импульсный датчик скорости и ускорения состоит иэ тороидального ферромагнитного статора 1 с обмоткой 2, подключенной через нагрузочное сопротивление 3 к источнику питающего напряжения U< прямоугольной формы, и ротора, выполненного в виде постоянных магнитов 4, укрепленных на концах плоских пружин 5, другие концы . которых укреплены на валу 6. Пружины 5 изогнуты в центральной части на 90т5 так, что половина 7 пружины имеет возможность изгиба в направлении, лежащем в плоскости, перпендиКулярной к плоскости изгиба половины 8 пружины.
Для получения максимальной крутизны фронтов импульсов, материал сердечника статора 1 желательно выбирать с большей прямоугольностью петли гистерезиса.
При подключении обмотки 2 к источнику питающего напряжения U> прямоугольной формы, по нагрузочному резистору 3 протекают импульсы тока 1 длительностью Т, причем длительность определяется степенью насыщения материала сердечника статора .1. Степень насыщения статора, в свою очередь, определяется зазором между подвижными грузами-магнитами 5 и сер дечником. При вращении вала 6 с yãлозой скоростью Й на грузы-магниты
4 воздействует центробежная сила, заставляя грузы отклоняться от оси вращения и изгибать половины 7 пру5 жин 5. Поэтому степень насыщения сердечника статора пропорциональна скорости вращения Я вала 6. При движении вала 6 с постоянной скоростью A изгибаются.лишь ближние к магнитам
10 полбвины 7 йружины 5, в то время как половины 8 находятся в распрямленном состоянии. В случае воздействия углового ускорения Я на грузы-магниты 4, являющиеся инерционными массами, действует сила, направленная танген15 циально и заставляющая изгибаться половины 8 пружины 5. При этом происходит также изменение воздушного зазора между магнитами 4 и сердечником, а следовательно, и длительности
20 выходных импульсов. При постоянном периоде Т питающего напряжения длительность Г (и относительная длительность — скважность ./T) выходных импульсов устройства увеличивается при увеличении скорости вращения Q и уменьшается при воздействии угло- ного ускорения
Степень влияния скорости вращения
Я и ускорения Й на длительность импульсов выходного сигнала определяется соотношением длины изогнутых частей пружин 5.
Возможна установка на место изгиба профилирующей насадки, имеющей возможность регулировки соотношения
ЗS измеряемой скорости A и ускорения A .
40 Импульсный датчик скорости и ускорения, содержащий статор в виде кольцевого магнитопровода с обмоткой, подключенной через нагрузочное сопротивление к источнику питающего напряжения, и ротор, выполненный в виде постоянных. магнитов, укрепленных на упругом подвесе, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, уп50 ругий подвес выполнен иэ плоских пружин, изогнутых посередине, причем плоскость одной половины пружины перпендикулярна к плоскости другой.
Фиг 2
П.
Риг У
Составитель Н.Марахсвская
Техред Л.Алферова Корректор В.<иницкая
Редактор Л.Тюрина
Заказ 4550/35 Тираж 1090 Подиисное
ЦИИ!1П1! Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раук!ская наб,, д. 4/5
Г
I филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4
