Частотный датчик скорости

Частотный датчик скорости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (>857751

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубиии (6 I ) Допол и и тел ьнос к а вт. с вид-ву (22) За" алело 17.06.79 (21) 2815114/18 10 с присоединением заявки K (23) Приоритет (5l)M. Кл.

6 01 1 3/10

G 01 Р 3/481

1ЬЩдэРетааиамй камнтат

СССР ю лавам нзебретаяяй н аткрмтиЯ

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень J4 31

Дата опубликования описания 23.08,81 (5З) УДК 531.781..531.775 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Бало, А. В. Павловский н В. П. Янович

Украинский филиал Всесоюзного научно-исслей<ицтельскаго и проектного института по автоматизированным системам .:.„ управления в газовой промышленности. (7l) Заявитель (54) ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК СКОРОСТИ с = Ат.СЫ11

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в качестве датчика скорости для получения сигналов частоты вращения в двух сечениях гибкого вала фазового измерители крутяще5

ro момента.

Известны частотные датчики скорости вращения вала, используемые для реализации фазового измерителя крутящего момента и содержащие индуктор в виде зубчатого колеса, жестко скрепленный с вращающимся валом, и магнитную систему в виде постоянного магнита с двумя полюсными наконечниками и обмоткой 11).

Недостатком этих устройств является зави15 еимость амплитуды выходного сигнала от изменения воздушного зазора в магнитной цепи при радиальных смещениях датчика.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик скорости фазового измерителя крутящего момента, содержащий индуктор, связанный с вращающимся валом и выполненный в виде стакана с зубьями на его цилиндрической поверхности, и размещенные на неподвижном основании постоянный магнит П-образной формы с полюсными наконечниками и обмотку Р1.

Однако этот датчик также обладает низкой точностью измерения из-за зависимости амплитуды выходного сигнала от радиальных смещений датчика и невозможности регулирования воздушного зазора между зубьями индуктора и полюсными наконечниками постоянного магнита.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в датчике зубья индуктора расположены симметрично между полюсными наконечниками постоянного магнита, который установлен на неподвижном основании с помощью поворотного коромысла, при этом ось поворота коромыс- . ла расположена, относительно плоскости перпендикулярной оси вращения вала под углом с, выбранным из следующего соотношения

51 4. лировки угловое положение втулки 9 фиксируется (фиксатор не показан) .

Регулирование фазы сигнала выполняется с помощью винта 15 регулирования, который с помощью гайки 16 ходовой и пружины 14 плоской поворачивает коромысло 7 и закрепленные на нем полюсные наконечники 4 и 5.

Угловое положение пружины 14 относительно коромысла 7 фиксируется посредством ее установки на переходную деталь, которая заклинивается в клиновом пазу коромысла 7 гайкой 19. Ось вращения коромысла 7 наклонена на некоторый угол С(, к плоскости вращения индуктора, в результате чего круговые траектории перемещения полюсных наконечников 4 и 5 при регулировании фазы сигнала проектируются на плоскость вращения зубьев индуктора эллипсными кривыми соответственно 20 и 21 (фиг. 3).

Угол наклона и радиус вращения полюсных наконечников выбирается из условия близкого совпадения радиуса кривизны R эллипса траектории движения полюсных наконечников 4 и 5 радиусом r и среднего радиуса расположения зубьев 2 индуктора R на интервалах регулировки фазы с . и с .

Радиус кривизны эллипса в вершине, прилегающей к малой полуоси, равен откуда

3 8577 где 1 — радиус кривой траектории перемещения полюсных наконечников постоянного магнита; — радиус зубьев индуктора.

На фиг, 1 показано устройство, общий вид; 5 на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на . фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 вид В на фиг. 3.

В состав датчика входят вращающийся ферромагнитный индуктор 1 с зубьями 2, посто- 1р янный магнит 3, полюсные наконечники 4 и

5; обмотка 6, коромысло 7, основание 8, втулка 9 резьбовая, гайка разрезная 10, скоба 11, пружина 12 кручения, ручка 13, пружина 14 плоская, винт 15 регулировочный, гайка 16 ходовая, крышка 17, разъем 18 электрический и гайка 19.

Постоянный магнит 3 с обмоткой б и полюснымк наконечниками 4 и 5, которые охватывают зубья 2 индуктора 1, закреплены эр на коромысле 7, вращающемся вокрут своей оси во втулке 9 резьбовой, установленной в гайке 10 разрезной, обжатой для устранения люфтов скобой 11 н запрессованной в основание 8, на котором установлены винт 15 регу- э5 лировочный, сопряженный с пружиной 14 плоской посредством выступа гайки 16 ходовой и закрепленной на ней ручкой 13, крышка 17, закрывающая окно в основании 8 и служащая для визуального контроля положе- зр ния полюсных наконечников 4 и 5 относительно зубьев 2 индуктора, электрический разъем

18, на который выведены выводы обмотки 6.

Для ограничения возможных относительных перемещений при вибрации коромысло 7 дополнительно имеет коническую поверхность, которой опирается йа коническую фаску в верхнем торце втулки 9, Зажимной гайкой, изображенной внутри пружины 12, регулируется свободное вращение коромысла 7 относи- 4р тельно втулки 9 при отсутствии осевых и радиальных люфтов.

Устройство работает следующим образом.

При вращении ферромагнитного индуктора

1, связанного с контролируемым валом, зубья 2 периодически измеряют магнитный поток в магнитной цепи, состоящей из постоянного магнита 3, полюсных наконечников

4, 5 и воздушного зазора между ними, в результате чего в обмотке б возбуждается пе- 5р ременное напряжение с частотой, нропорцио нальной угловой скорости вращения вала.

При регулировании равенства воздушных зазоров в магнитной цепи датчика вращается втулка 9 относительно неподвижных коромыс.ла 7 и. гайки 10, При этом изменяется высота втулки 9 относительно основания 8 и следовательно, положение полюсов 4 и 5 относительно зубьев индуктора 1. После регугде с1 — большая полуось эллипса; — малая полуось эллипса.

Из проекции окружности радиуса на плос кость расположения зубьев индуктора следует, что

Подставляя: значения (2) и (3) в формулу (1) и полагая, что по условию Rj = R получаем

О = A1-CS S

В результате такого выбора угла наклона

С воздушные зазоры в магнитной системе и следовательно, амплитуда выходного сигнала не изменяются, а также облегчается их вывод полюсных наконечников 4 и 5 иэ зацепления с зубьями 2 индуктора на участке р(упри демонтаже (фиг. 3), что позволяет уменьшить воздушный зазор между полюсными наконечниками И, при прочих равных условиях, уве85775 личить магнитный поток магнитной цепи датчика и повысить амплитуду сигнала.

При демонтаже отпускают стопорный винт (не показан) и с помощью ручки 12 изгибают пружину 13 плоскую вниз (фиг. 1), при этом она выходит из сопряжения с выступом гайки 16 ходовой и может свободно повернуться совместно с коромыслом 7 на угол 90, обеспечивающий расцепление полюсных наконечников магнитной системы дат- »О чика с зубьями нндуктора, после чего магнитная система датчика с деталями установки и регулировки свободно удаляется.

Для устранения люфтов в механизме peryl лировки установлена пружина 11 кручения.

Конструкция датчика позволяет его установку на герметичных кожухах газовых турбин.

Такое расположение магнитной системы датчика относительно индуктора и на неподвижном основании позволяет добиться того, что сумма воздушных зазоров между верхним полюсом и зубом, а также между зубом и нижним полюсом всегда остаются величиной постоянной. Поэтому при радиальных смещениях датчика уменьшение зазора у одного из

I полюсов компенсируется равным увеличением зазора у друтого полюса, в результате магнитный поток остается без изменения и сигнал от радиальных перемещений зуба отсутствует, а возможность поворота полюсных на- зо коиечников позволит регулировать фазу сиг.Э нала, что в конечном итоге повышает точность измерения.

1 6

Формула изобретени я

Частотный датчик скорости, содержащий индуктор, связанный с вращающимся валом и выполненный в виде стакана с зубьями на его цилиндрической поверхности, и размещенные на неподвижном основании постоянный магнит П-образной формы с полюсными наконечниками и обмотку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения зависимости амп.

% литуды сигнала от радиальных перемещении датчика, в нем зубья индуктора расположены симметрично, Между полюсными наконечниками постоянного магнита, который установлен на неподвижном основании с помощью поворотного коромысла, при этом ось поворота коромысла расположена относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения вала под углом О, выбранным из следующего соотношения с =А» св»»тг

К где г — радиус круговой траектории перемещения полюсных наконечников постоянного магнита;

R — радиус зубьев индуктора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 714182, кл. G 01 L 3/10, 1976.

2. Одиней С. С, и др. Средства измерения крутящего момента. 1977, с. 60, рис. 34 (прототип), 857751

Составитель В. Герасимова

Техред Т. Маточка

Редактор Н. Рогулич

Корректор К. Стен

Подписное

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

Заказ 7226/67 тираж 907

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьннй

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб,, д, 4/5