Устройство для определения направления вращения и числа оборотов ротора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиив

Социалистическив

Республик рп983545 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 17. 07 ° 81 (21) 3319982/18-10

И)М Ка з с присоединением заявки р(о

G 0l Р 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано23.12.82,Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23,12.82

)33) УДК 531.71 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б..Я.Маргулис и А.Н.Черняев

Научно-исследовательский сектор Всесоюзного--ордена

:Ленина проектно-изыскательского и научно-исследоватеяы:цфго института Гидропроект им, С.Я.Жука (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

ВРАЩЕНИЯ И ЧИСЛА ОБОРОТОВ РОТОРА

Изобретение относится к приборостроению и .может быть использовано для определения направления вращения и числа оборотов деталей приборов и машин.

Известны устройства для определения направления вращения и числа оборотов ротора, содержащие постоянные магниты, расположенные на роторе, магнитоуправляемые контакты и схему преобразования сигналов (1).

Недостатком известных устройств является невысокая надежность, связанная с применением магнитоуправля-. емых контактов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее два постоянных магнита, расположенных на роторе в плоскости, перпендикулярной к оси вращения, и ориентированных противополож- ными полюсами к поверхности ротора, два датчика Холла и схему преобразования сигнала, состоящую из триггера, двух формирователей импульсов,.четы- 25 рех схем совпадения, схемы ИЛИ, двух усилителей, ключа и генератора (21 °

Применение в этом устройстве двух датчиков Холла не позволяет обеспе» чить его высокую нацежность.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем два постоянных магнита, расположенных на ро" торе в плоскости, перпендикулярной к оси вращения, и ориентированных разноименными полюсами к цилиндрической поверхности ротора, чувствительный элемент и схему преобразования сигнала, состоящую из триггера, двух формирователей импульсов., двух схем. совпадения и двух усилителей,в качестве чувствительного элемента применен электромагнитный датчик, а схема преобразования снабжена двумя инверторамн, двумя интегрирующими цепями и двумя счетчиками, при этом выход электромагнитного датчика соединен с входом первого усилителя, выход которого через первый формирователь импульсов подключен к первому входу триггера, а через первый ннаертор и второй формирователь импульсов - к второму входу триггера, первый выход триггера через первую схему совпадения присоединен к первому счетчику, а через первую интегрирующую цепь и второй усилитель - к управляющему входу первой схемы совпадения, второй выход тригге983545 ра связан через вторую схему совпадения с вторым счетчиком, а через вторую интегрирующую цепь, второй .Усилитель и второй инвертор — с управляющим входом второй схемы совпадения.

На фиг, 1 представлена функцио нальная схема устройства; на фиг.2-4эпюры напряжений в отдельных точках схем преобразования сигналов.

Устройство для определения направ- 10 ления вращения и числа оборотов ротора состоит иэ двух постоянных магнитов 1, электромагнитного датчика 2, усилителя 3, инвертора 4, формирователей 5 и 6 импульсов, триггера 7 интегрирующих цепей 8 и 9, усилителя 10, инвертора 11, схем 12 и 13 сов. падения, счетчиков 14 и 15 ° устройство работает следующим образом.

Постоянные магниты 1, вращаясь вместе с ротором, наводят в электромагнитном датчике 2 последовательность двуполярных имйульсов (фиг. 2а или

За) в зависимости от лаправления вращения, которая усиливается усилителем 3. С выхода усилителя 3 последовательность импульсов, поступает на вход инвертора 4,на выходе которого последовательность имеет вид, показанный на фиг. 2б или Зб соответственно. Таким образом осуществляется распределение информации по двум каналам. Полярности последовательнос-. тей импульсов в обоих каналах обратны друг другу и соответствуютодному из направлений вращения. С выходов усилителя 3 и инвертора 4 последовательности двуполярных .импульсов поступают на соответствующие входы формирователей 5 и 6 прямоугольных 40 . импульсов, имеющих однополярное например положительное, напряжение питания. На выходах формирователей 5 и б образуется последовательность прямоугольных однополярных импульсов 45 (фиг.2в,г и Зв,г).С выходов формирователей 5 и 6 последовательности импульсов поступают на соответствующие раздельные входы триггера 7, на выходах A и Б.которого формируются последовательности импульсов, показанные соответственно на фиг. 2д, е и

Зд, е. Таким образом, указанные последовательности импульсов несут информацию как о направлении вращения, так и о числе оборотов ротора.

Обе последовательности (фиг. 2д, е или Зд, е) поступают на соответствующие входы схем 12 и 13 совпадения.

Ясли, например на управляющем входе схемы 12 совпадения присутствует по- .. ложительный потенциал, то последовательность импульсов (фиг. 2д) проходит на выход схемы 12 и поступает на вход счетчика 14 (фиг. 2ж). При изменении направления вращения положитель-65 ный потенциал на управляющем входе схемы 12 совпадения пропадает и появляется на управляющем входе схемы 13 совпадения. При этом последовательность импульсов, соответствующая числу оборотов ротора, проходит на выход схемы 13 совпадения и поступает на счетчик 15.

Положительный потенциал на управляющих входах схем 12 или 13 совпадения формируется следующим образом.

Последовательность импульсов с выходов A и Б триггера 7 поступает на входы интегрирующих цепей 8,и 9, постоянные времени которых равны между собой. При направлении вращения, которому соответствует последовательность импульсов на входах интегрирую щих цепей 8 и 9 (фиг. 2д, .е), напряжение на выходе цепи 8 превышает напряжение на выходе цепи 9. Напряжение с выходов цепей 8 и 9 поступает на соответствующие входы усилителя 10.

Для направления вращения, которому соответствуют эпюры напряжений на фиг. 2д и е, на выходе усилителя 10 будет потенциал, близкий к положительному напряжению источника питайия (фиг. 4а), а на выходе инвертора 11 — потенциал, близкий к отрицаТельному напряжению источника (фиг. 4б). Положительный потенциал с выхода усилителя 10 поступает на управляющий вход схемы 12 совпадения.

При изменении направления вр-щения (линия A-А на фиг. 4) напряжение на выходе интегрирующей цепи 8 станет меньше напряжения на выходе цепи 9, что вводит усилитель 10-в состояние насыщения, обратное предшествовавшему. Соответственно изменится на обратное и напряжение на выходе инвертора 11. (Состояние напряжений на выходе усилителя 10 и инвертора ll после изменения направления вращения показано на фиг,4а и б за линией A-A).

Таким Образом,в момент изменения направления вращения положительный потенциал на управляющем входе схемы 12 совпадения пропадет и появится на управляющем входе .схемы 13 совпадения.В случае, если интервалы времени „и (фйг. 2) равны, на выходах обеих дифференцирующих цепей 8 и 9 значения напряжений близки между собой. При этом усилитель 10 может находиться в одном из состояний насыщения, однако это состояние не,обязательно соответствует истинному направлению вращения.Поэтому необходимым условием.пра" вильного определения направления вращения является неравенство интервалов времени „и и .Эти интервалы не равны между собой, если угол между магнитаO ми в плоскости вращения не равен 180.

Данная аналоговая схема определеI ния направления вращения, в отличие

983545 от возможных цифровых схем -аналогичного назначения, устойчиво работает не только при высоких, но и при малых . скоростях вращения, когда возможна

1 1 потеря одного или нескольких.им-! пульсов последовательности," изобра-. женной на фиг. 2а. Кроме того, она отлйчается высокой помехоустойчи« востью ввиду низкого сопротивления электромагнитного датчика, а также температурной стабильностью в отли=. чие от датчйков Холла.

Формула изобретения

Устройство для определения направления вращения и числа оборотов ротора, содержащее два постоянных магнита, расположенных на роторе в плоскости, перпендикулярной к оси враще- 20 ния, и ориентированных разноименными полюсами к цилиндрической поверхности ротора, чувствительный элемент и схему преобразования сигнала, состоящую из триггера, двух формировате- 25 лей импульсов, двух схем совпадения и двух усили елей, о т л н ч а ю— щ е е с я тем, что, .с целью повьиае», * ния надежности, в качестве чувствительного элемента применен электромагнитный датчик, а схема преобразования снабжена двумя ннверторами, двумя интегрирующими цепями и двумя счет- чиками, при этом выход электромагнитного датчика соединен с входм4 первого усилителя, выход которогр через первый формирователь импульсов цодключен к первому входу триггера, а через первый инвертор и второй формирователь импульсов - к второму входу триггера, первый выход триггера через .первую схему совпадения apscoeдинен к первому счетчику, а через первую интегрирующую цепь и второй усилитель - к управляющеаау входу пер,вой схемы совпадения, второй выход триггера связан через втсрую схему совпадения с вторым счетчиком, а через вторую интегрирующую цепь, второй усилитель и второй инвертор - с управляющим входом второй схемы совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское-свидетельство СССР

М 478250, кл G 01 Р 13/ОО, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 742797, . G 01 P 13j00, 1978. (прототип).