Тахометр с использованием эффекта баркгаузена

Тахометр с использованием эффекта баркгаузена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналмстмиеских

Республмн

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТИЛЬСТВУ (690388 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.11.76 (21) 2418272/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5l) М. Кл

6 01 P 3/48

Государственный неннтет

СССР пе делам нзобретеннй

- и еткрытнй

{53) УДК 531.77:

:621.3.083 (088.8) Опубликовано 05.10.79. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 05.10.79 (72) Авторы изобретения

А. А. 1т1тин, Г, В. Ломаев и В. К. Барсуков (71) Заявитель

Ижевский. механический институт

{54) ТАХОМЕТР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТА

БАРК ГАУЗ ЕНА

Изобретение касается контроля и регулирования и может быть использовано для измерения малых угловых скоростей..

Известны измерительные преобразователи, использующие эффект Баркгаузена в ферромагнитных материалах (1).

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является тахометр с использованием эффекта Баркгаузена для измерения угловых скоростей порядка 10 рад/с (2). Он содержит полюсный ротор, статор и регистрирующую аппаратуру. Cramp выполнен составным из немагнитной основы и кольцевого ферромагнитного сердечника, на котором расположена кольцевая равномерная обмотка. Угловая длина статорной обмотки кратна четному числу полюс- т ных делений ротора. Регистрирующая аппаратура включает усилитель и частотомер. При вращении ротора ферромагнитный сердечник перемагничивается и в статорной обмотке индуцируются иипульсы ЭДС вЂ” скачки Баркгаузена. Импульсы усиливаются усилителем и регистрируются частотомером. Средняя частота скачков пропорциональ:на угловой скорости вращения ротора.

Недостатком- этого тахометра является значительная динамическая погрешность, возникающая при изменении знака угловой скорости контролируемого объекта. Эта погрешность вызвана гистерезисом материала ферромагнитного ,,сердечника статора.

Цель изобретения — уменьшение времени установления выходного сигнала при реверсе скорости.

Это достигается тем, что тахометр с использованием эффекта Баркгаузена дополнительно снабжен двумя муфтами обратного хода, вторым полюсным ротором и дополнительным статором, при этом полюсные роторы связаны с ведущими полумуфтами муфт обратного хода, а статорньте обмотки соединены последовательно и подключены к регистрирующей аппаратуре.

На фиг. 1 приведена структурная схема тахометра; на фиг. 2 — тахометр, общий внд; на фиг. 3 — то же, разрез А-А на фиг. 2.

Контролируемый объект, вращающийся с угловой скоростью с, жестко связан с ведущими полумуфтами 1 и 2 муфт обратного хода. Ведо мые полумуфты выполнены в виде полюсных

690388 роторов 3 и 4 и могут вращаться в направлениях, показанных стрелками. Если контролируемый объект вращается с угловой скоростью, знак которой условно принят положительным, и включена полумуфта 1, то ведомая полумуфта — полюсный ротор 3 будет вращаться с угловой скоростью, равной угловой скорости контролируемого объекта, а полюсный ротор 4 останется в прежнем положении. В обмотке статора 5 индуцнруются импульсы ЗДС, которые усиливаются усили- io телем б и регистрируются частотомером 7, При изменении знака угловой скорости контролируемого объекта полумуфты 1 и 3 рассоединяются, перемагничивание статорного сердечника 5 прекращается, ЭДС на выходе обмотки этого сердечника становится равной нулю. Полккный ротор 4 при этом вращается с угловой скоростью, равной угловой скорости контролируемого oRекта, вследствие соединения этого ротора с полумуфтой 2. Сердечник статора 8 перемагничи- 2о вается, на статорной обмотке возникают импульсы ЭДС; которые усиливаются усилителем и регистрируются частотомером. Таким образом, при изменении направления вращения контролируемого объекта происходит механическое переключение полюсных роторов за счет муфт обратного хода. Статорные сердечники всегда перемагничнваются только в одном направлении, и динамической погрешности от гистерезиса не возникает. Входной вал, соединяемый с контролируемым зО. объектом, жестко связан с ведущими полумуфтами 1 и 2 муфт обратного хода, Ведомью полумуфты 3 и 4 вьпюлнены в виде полюсных роторов. Основной и дополнительный статоры включают общий немагнитный каркас 9 и статорные сердечники 5 и 8. Сердечники статоров представляют из себя спирали из стали У8 с навитыми на них равномерными обмотками. Каждая муфта обратного хода помимо ведущей и ведомой полумуфт содержит два шарика 10, которые поджимаются пружинами 11 (фиг. 3). Если вал вращается по часовой стрелке, то ведущая полумуфта 2 проскальзывает относительно полюсного .ротора 4, вследствие чего этот ротор остается неподвижным. При вращении вала против часовой стрелки шарики 10 заклиниваются между полумуфтаьж 4 и 2, и угловая скорость:арашения полюсного ротора 4 равна угловой скорости вращения вала, а следовательно, и контролируемого объекта. Пружины 11 обеспечивают постоянный контакт шариков 10 с обеими полумуфтами, а надежное заклинивание шариков обуславливается специальным профилем рабочей поверхности полумуфты 2. В данной конструкции тахометра при вращении вала по часовой стрелке вращается ротор 3 и перемагничивается статорный сердечник 5. При вращении вала против часовой стрелки вращается ротор 4 и перемагничивается статорный сердечник 8.

Использование муфт с большим моментом трения между полумуфтами в выключенном состоянии, либо возрастание этого момента по каким-то причинам может резко увеличить суммарную погрешность тахометра. Укаэанное явление возникает, когда момент трения между полумуфтами превышает момент трения в подшипниках муфты. В частности, при вращении вала по часовой стрелке ротор 4 также вращается в том же направлении, и положительный эффект не достигается, С целью устранения влияния момента трения муфты обратного хода на точность измерения на торцовых поверхностях роторов 3 и 4 установлены тормозные прокладки 12 и 13.

Формула изобретения

Тахометр с использованием эффекта Баркгаузена, содержащий полюсный ротор, статор с кольцевой равномерной обмоткой и регистрирующую аппаратуру, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения времени установления выходного сигнала при реверсе скорости, в него введены две муфты обратного хода, второй полюсный ротор и второй статор, прн этом полюсные роторы связаны с ведущими полумуфтами муфт обратного хода, а статорные обмотки соединены последовательно и подключены к регистрирующей аппаратуре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новицкий П. В. и др. "Цифровые приборы с частотными датчиками". Л., 1970, с. 221-228.

2. Авторское свидетельство СССР N4 451010, кл. G 01 Р 3/48, 1971 (прототип).

Составитель Е. Швецов

Редактор А. Шмелькин Техред M Ïåòêo

Корректор H. Горват

Филиал ППП "Патент", г. Ужтород, ул. Проектная, 4

Заказ 5955/41 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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