Датчик угловой скорости

 

Союз Советскии

Социалистические

Республик

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИ ИзСТВУ (ii>92823 l (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 16.11.79 (2) ) 2840860/18-10 с присоединением заявки РЙ (23) П рноритет

{5!)М. Кл.

G О1 Р 3/26

Гюеударетееииыб комитет

СССР ао делам изабретеиий и открытий

Опубликовано 1 5 . 05. 82 ., Бюллетень М 1 8

Дата опубликования описания 1>.05.82

{53) УЛК 531.

° 771(088.8) (72) Автор изобретения

Л.Г. Красневский

Институт проблем надежности и долговечности машин

АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) ДАТ4ИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

Изобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано для измерения скорости вращения преимущественно машин, снабженных системами принудительной смазки, например в автомобильной технике.

В настоящее время для измерения скоростей вращения широко используются датчики скорости с различного рода источниками тока (!), например, пневматические f2 ) и гидравлические.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и решаемым задачам является гидравлический датчик скорости который содержит стаl

15 тор, ротор с отверстиями, расположен1 ными соосно с отверстиями статора, и струйный элемент, вход которого соединен с источником давления (3);

К недостаткам известного устройства следует отнести малую точность и чувствительность в нижней зоне рабочего диапазона измеряемых скоростей.

Цель изобретения — повышение точности измерения низких скоростей и чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что ротор выполнен в виде полого плоского диска, внутренняя полость которого сообщается с системой смазки, на образующей поверхности диска.. расположено одно или несколько сопл, а чувствительный элемент выполнен в виде упругой пластины, на которой закреплен постоянный магнит. .На фиг. 1 дана конструкция датчика; на фиг. 2 - то же, вариант выполнения; на фиг. 3 - вид А на фиг.1; на фиг. 4 - графики выходного сигнала датчика.

Датчик состоит из ротора 1 с заполненной жидкостью кольцевой flo лостью, посредством ступицы 2 закрепленного на контролируемом валу 3, и чувствительного элемента в виде неподвижного геркона 4 и постоянного магнита 5, установленного на подпружи928231

3 ненном поворотном рычаге 6 с осью поворота 7» В наружной цилиндрической стенке ротора 1 имеются сопла 8 по числу импульсов выходного сигнала на один оборот контролируемого вала 3, Ножки геркона 4 подключены к выходным клеммам датчика (на фиг. 1 не показаны).

Для использования в датчике отработанной смазочной жидкости, поступающей, например, к контролиоуемому валу 3, ротор 1 может устанавливаться вблизи опорного подшипника 9 вала 3, смазка которого осуществляется через форсунку 10, сообщенную с системой принудительной смазки (не показана) каналом 11. Направление движения смазочной жидкости в полость ротора 1 через зазоры между телами качения подшипника показано стрелкой Б.

Ротор 1 имеет разгрузочное отверстие 12, ограничивающее уровень жидкости в нем, для исключения ее сброса через правый борт, приводящего к ложным срабатывания геркона 4.

Для исключения ложных срабатываний под действием брызг жидкости, отбрасываемых соседними деталями, между герконом 4 и ротором 1 может дополнительно устанавливаться экран 13 с прорезью для прохода струи 14 к рычагу 6.

Возможны различные варианты взаимного расположения ротора 1, геркона 4 и подвески магнита 5. При расположении ротора и геркона в лерпендику" лярных плоскостях пс фиг. 1 рычаг 6 имеет в средней части площадку шириной Г (см. фиг. 3), ось симметрии которой лежит в плоскости осей сопл 8.

Тонкими линиями и стрелкой В пока" зана траектория движения струи 14 вдоль площадки.

Сопла 8 и геркон 4 могут также лежать в одной плоскости (см. фиг. 2), а рычаг 6 подвески магнита 5 может быть выполнен в виде плоской пружины, ход которой под действием струй из сопл 8 ограничен упорами 15 и 16.

Ротор на фиг. 2 показан в разрезе по плоскости расположения сопл на фиг. 1. Окружность 16 изображает ceo" бодную поверхность кольца жидкости в роторе при его вращении. На фиг.2 видны также выходные клеммы 17 датчика, подключенные к ножкам герко" на 4. ф

Датчик работает следующим образом.

При вращении вала 3 ротор 1 заполняется смазочной жидкостью, прошедшей .через подшипник 9 либо через самостоятельный питатель (не показан).

Под действием центробежных сил жидкость вытекает из полости ротора 1 через сопла 8 компактными радиальными струями (например, четырьмя по 0 фиг. 2). При встрече струи 14 с рычагом б на последний действует сила, зависящая от кинетической энергии струи, которая вызывает поворот рычага 6 (или изгиб при выполнении его

g в виде плоской пружины по фиг. 2) в сторону геркона 4„ При приближении постоянного магнита 5, закрепленного на рычаге 6, геркон 4 замыкается. После прекращения действия струи

>@ 14 магнит 5 отходит от геркона 4 в исходное положение, и последний размыкается. Таким образом, прохождение каждой струи 14 мимо геркона 4 вызывает его срабатывание, при этом число срабатываний за один оборот ротора 1 равно числу сопел 8. При включении геркона 4 в электрическую цепь на клеммах 17 возникнет последовательность прямоугольных импульсов (см. фиг. 4), частота которых, кратная измеряемой угловой скорости, и является выходным параметром датчика.

Длительность периода, в течение

3$ которого геркон 4 замкнут при перпендикулярном его расположении относительно ротора, зависит от ширины 1 площадки на рычаге 6 и может изменяться за счет ее подбора.

49

Помимо различных варианfoB взаимного расположения геркона 4 и подвески магнита 5 относительно ротора 1, возможны также варианты датчика с использованием нормально замкнутого геркона, размыкаемого под дей45 ствием струи 14 и т. д.

Из изложенного очевидно, что, ввиду большой кинетической энергии струи, вытекающей из сопл, размеры постоянного магнита 5 (в пределах потребностей реальных герконов) не имеют существенного значения для динамики срабатывания геркона, так как их инерционные силы незначительны, Поэтому для повышения мощности выход ного сигнала может быть выбран любой геркон, способный коммутировать требуемую электрическую мощность, и для него подобран соответствующий маг928231

5 нит. В известных же датчиках увеличение магнитов ограничено габаритами ротора, на котором они установлены.

Кроме того, чувствительность датчика в пределах допустимой для конкретного геркона частоты коммутаций более стабильна, так как скорость отвода магнита зависит лишь от параметров его подвески, тогда как при вращении магнитного поля и чувствительность падает на высоких частотах изэа уменьшения времени прохождения полюса ротора мимо геркона.

Преимуществом датчика является также воэможность получения нескольких импульсов на один оборот при одном магните за счет количества сопл.

Количество потребляемой датчиком жидкости меньше, чем, например, у гидравлических роторных датчиков с трубками Пито.

Формула изобретения

Датчик угловой скорости, преимущественно для механизмов с системой принудительной смазки, содержащий ротор и чувствительный элемент с постоянным магнитом и неподвижным герконом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения низких скоростей и чувствительности, ротор выполнен в виде полого плоского диска, внутренняя полость которого сообщается с системой о смазки,на образующей поверхности диска расположено одно или несколько сопл, а чувствительный элемент выполнен в виде упругой пластийы,на которой закреплен постоянный магнит.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д.И. Датчики контроля и регулирования. И., 1965, с. 725.

2. Патент CIN И 3741018, кл. 73/506, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

h" 600445, кл. G 01 Р 3/26, 1976 (прототип). иг. сйЯ

Фл.У

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3227/55

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектнал, 4

Составитель Е. Швецов

Редактор В. Бобков Техред E. Харитончик Корректор Г. Огар