Датчик скорости и направлениявращения вала

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCROHO СВИДИТИЗЬСТВУ. (б1) Дополнительное к ввт, саид-ву (22) Заявлено 28.03.79 (21) 2744017/18-10

< 824058 (51)M. Нл 3 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

G 01 P 3/48

Государственный комитет СССР во делам изобретений н открытий

Опубликовано 23.04.81. Бюллетень Н9 15

Дата опубликования описания 2 3 . 04 . 81 (53) УДК 621.317. .39:531.77 (088.8) (72) Авторы изобретения

D,Н. Иастюкин и С.А. Семч

К СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ

ВРАЩЕНИЯ ВАЛА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования скорости вращения.

Известны датчики скорости и направления вращения вала, работа которых основана на периодическом изменении магнитного сопротивления в зазоре между зубцами ротора и статооа Г11 и Г27 °

Недостатком известных датчиков является ограниченность частоты выходного сигнала при заданных габаритах и определенной скорости вращения. 15

Известен также датчик скорости н направления вращения вала, содержащий обращенные друг к другу зубцами ротор и статор с постоянными магнитами и сигнальными обмотками 3 . 20

Недостатком известного датчика является также ограниченность частоты выходного сигнала при заданном шаге зубцов, что ограничивает точ" ность измерения. 25

Цель изобретения - повышение частоты выходного сигнала без уменьшения шага зубцов.

Поставленная цель достигается тем, что статор и ротор выполнены 39 в виде отдельных секций, расположенных вдоль вала, прн этом каждая секция статора имеет радиальный зазор и сигнальную обмотку, зубцы смежных секций ротора смещены друг относительно друга в пределах шага на рав" ные углы и датчик снабжен элементом

ИЛИ, входы которого соединены с сигнальными обмотками.

На фиг. 1 представлен датчик и схема его включения, общий вид; на фиг. 2 и фиГ. 3 - вид со стороны зубцов соответственно на ротор и статор;на фиг. 4 - фрагмент секции статора и ротора.

Датчик содержит ротор, образованный К отдельными идентичными секциями 1, расположенными вдоль оси вала, с зубцамн 2;статор, образованный К отдельнымн идентичными секциями 3 с зубцами 4, сигнальной обмоткой 5 .н с зазором б; K формирователей 7 импульсов, элемент ИЛИ 8 и два триггера 9 и 10.

На фиг.2 показана смещейность друг относитеЛьно друга зубцов 2 секций 1 ротора на равнбмерный угол 2н/К. Точность смещения зубцов

2 отдельных секций 1 ротора друг .относительно друга достигается одно824058

20 временным нарезанием под определенным углом к полости секций зубцов на пакете, образованном К магнитопроводящимй пластинами, между которыми находятся изоЛирующие прокладки.

Статор также выполняется иэ пакета, образованного К магнитопроводящими пластинами, между которыми наI ходятся изолирующие прокладки, но зубцы 4 на пакете нарезаются под прямым углом к плоскости пластин .(фиг.3}. В каждой секции 3 статора .делается зазор 6 (фиг.4),величина которого должна быть во много,.раз больше зазора между зубцами ротора и статора. На каждую секцию статора устанавливается сигнальная обмотка 5 °

Все секции статора представляют собой постоянный магнит, полученный, например, как результат остаточного намагничивания после пропуска тока

Через обмотку 5.

Датчик работает следующим образом.

При вращении ротора происходит периодическое изменение магнитного сопротивления в воздушном зазоре между зубцами секций ротора и статора. 25

Наличие воздушного зазора $ в секциях статора предотвращает замыкание магнитного потока по кругу секций.

Изменение магнитного потока в магнитопроводах секций статора индуцирует в расположенных на- них сигнальных обмотках переменные ЭДС, сдвинутые по фазе друг относительно друга на равные углы 2Х/К. Эти ЭДС поступают на входы формирователей 7, выходные импульсы которых также сдвинуты относительно друг друга на равные углы 2Ti/К. Импульсы с выходов формирователей 7 поступают на входы элемента ИЛИ 8, с выхода .которого снимаются импульсы, частота следова- 40 ния которых в К раэ больше частоты следования импульсов на выходе каждого формирователя, Таким образом, с помощью предлагаемого устройства достигается повышение чистоты выход- 4 ного сигнала датчика скорости.

Благодаря смещению зубцов секций ротора относительно друг друга с помощью предлагаемого датчика весьма просто и с малой зоной нечувствительности можно определить направление вращения. При вращении ротора в прямом (условно) направлении сначала будут появляться импульсы на выходе первого формирователя 7. Эти импульсы устанавливают триггер 9 в состояние "1". Следующие затем импульсы с выхода К 2-го формирователя 7 устанавливают триггер 10 также в состояние "1", соответствующее состоянию триггера 9. Появляющиеся к концу эубцового шага импульсы на выходе

К-го формирователя 7 возвращают триггер 9 в состояние "0" ° Нетрудно видеть, что при вращении ротора в прямом направлении триггер 10 будет . находиться в состоянии "1", а при вращении ротора в обратном направлении — в состоянии "0". Зона нечувствительности составит один зубцовый шаг (угол 2У). С целью предельного уменьшения эоны нечувствительности можно единичный вход триггера 9 через элемент ИЛИ соединить с выходами первого, четвертого, седьмого, десятого и т.д. формирователей 7, счетный вход триггера 10 соединить через элемент ИЛИ с выходами второго, пятого, восьмого и т.д. формирователей 7 и нулевой вход триггера

9 соединить через элемент HJIH с выходами третьего, шестого, девятого и т.д. формирователей 7. Тогда зона нечувствительнбсти будет (2/К) ° 2.

ФоРмула изобретения (Датчик скорости и направления вращения вала, содержащий обращенные друг к.другу зубцами ротор и статор с постоянными магнитами и сигнальными обмотками, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения частоты выходного сигнала беэ уменьшения .шага зубцов, статор и ротор выполнены в виде отдельных секций, расположенных вдбль оси вала, при этом каждая секция статора имеет радиальный зазор и сигнальную обмотку, зубцы смежных секций ротора смещены друг относительно друга в пределах шага на равные углы и датчик Снабжен элементом ИЛИ, вкоды которого соединены с сигнальными обмотками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

Р 454477, кл. G 01 P 3/44, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 527661, кл. G 01 P 3/44, 1976.

3. Авторское свидетельство

СССР 9 470742,. кл. G 01 P 3/42, 1973 (прототип).

824058

ФиаЯ

Фие. 4

Составитель В. Киселев

Техред Н.Майорощ Корректор Г. Назарова (Редактор В. Лазаренко

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений,и открытий

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

Заказ 2099/54

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная,4