Сегнетоэлектрический тахометр

Сегнетоэлектрический тахометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советским

Социалистические республик

««970221

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.12.80 (21) 3216018/18-10 (51) М. Кл. с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 30. 10.82 Бюллетень p@ 40

Дата опубликования описания 30.10.82

601 P 3/48, (Ьеударетеенны3 квинтет сеем пю делам изабретекий и отериткй (53) УДК 531. . 77 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. N. Рудяк и Н. Н. Большакова (7l ) Заявитель

Калининский государственный университет (64) СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ TAXONETP

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения малых скоростей вращения.

В настоящее время для измерения скорости вращения широко используются импульсные датчики скорости (1) .

Известны также тахометры с использованием эффекта Баркгаузена в ферромагнетиках, содержащее полюсный ротор, статорную обмотку, кольцевой ферромагнитный сердечник, усилитель импульсов от скач.ков Баркгаузена, частотомер (2 1 .

Недостатком такого тахометра является ограниченный верхний предел измерения скорости. При измерении скорости враще- 15 ния по средней частоте импульсов не все импульсы считываются. Увеличение скорости вращения приводит к перекрытию отдельных импульсов.

Наиболее близ::.яи по технической сущ-20 ности к предлагаемому является тахометр с использованием эффекта Баркгаузена в ферромагнитных материалах, который содержит полюсный ротор, статорную обмотку, 2 кольцевой ферромагнитный сердечник, усилитель импульсов и детектор 53) .

Недостатками известной конструкции являются ее сложность, неравномерность распределения скачков Баркгаузена в статоре, необходимость создания изменяющегося магнитного поля для перемагничивания участка ферромагнетика, наличие измерительной обмотки, нижнего фильтра частот и индикатора, Указанные недостатки обуславливают ограниченность функциональных возможностей прибора.

Бель изобретения.— упрощение конструкции тахометра.

Поставленная цель достигается тем, что в тахометре, содержащем ротор, статор и анализируюшую аппаратуру, ротор выполнен в виде сегнетоэлектрического датчика импульсов, размещенного на рычаге с двумя электрическими контактами, а статор выполнен в виде изоляционного диска, снабженного секторной электропроводкой пластиной для замыкания контактов, при этом выводы сегнетоэлектричес—

9702

20 кого датчика импульсов и электрические контакты подключены к анализирующей аппаратуре..

Применение сегнетоэлектрика в качестве датчика значительно упрощает конструкцию прибора, исключает ферромагнитный материал, используемый в прототипе в качестве датчика импульсов, статор, создающий переменное магнитное поле, измерительную обмотку, кольцевой ферромагнитный сердечник.. Устранение указанных конструктивных узлов позволяет снизить .стоимость предлагаемто тахометра по сравнению с прототипом, уменьшить его массу и упростить изготовление. 15

Предлагаемый сегнетоэлектрический тахометр основан на эффекте Баркгаузена в сегнетоэлектриках.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема конструкции прибора; на. фиг. 2 » нарастание числа скачков переполяризации во времени после приложения поля в монокристалле триглицинсульфита (ТГС).

Предлагаемый тахометр содержит сегнетоэлектрический датчик 1 импульсов, закрепленный на подвижном рычаге 2.

Контакты от датчика подключаются к ,анализирующей аппаратуре: усилителю 3 импульсов и пересчетному устройству 4.

Датчик помещается в. экранируюший металлический кожух 5, рычаг 2 вместе с датчиком 1 может вращаться вокруг оси 9, В рабочей зоне с помощью металлической пластины 6 к датчику подклю35 чается постоянное по величине и направлению электрическое поле.

Источник тока необходим для подачи на датчик 1 импульсов электрического поля, вызывающую перестройку его

40 доменной структуры и скачки переполяризации. Делитель напряжения S чозволяет получать поле необходимой величины.

Переключатель 9 позволяет изменять направление электрического поля, подаваемого на датчик 1 импульсов. Реле Р„

45 осуществляет подключение электрического поля к датчику 1 в начале рабочей зоны

2 и отключение поля от датчика в конце рабочей зоны.

Принцип работы прибора заключается в следующем.

При помещении сегнетоэлектрика в цостоянное по величине электрическое поле в сегнетоэлектрическом образце начинается. перестройка доменной структуры, сопровождающаяся скачками переполяризации. Число скачков переполяризации с течением времени возрастает (фиг. 2)., /

21

Когда перестройка доменной структуры заканчивается, число скачков переполяризации не изменяется, кривая зависимости числа скачков переполяризации от времени N(7) выходит на насыщение.

В зависимости от времени нахождения сегнетоэлектрического образца в поле число скачков переполяризации будет различным. Время нахождения образца в поле определяется скоростью вращения рычага 2. Зная число скачков переполяризации М и линейные размеры зоны, можно определить скорость вращения.

Пример . Образец сегнетоэлектрического кристалла триглицинсульфата помещается в электрическое поле E =

= 0,1 кВ/см. Число скачков переполяризации определяется с помощью пересчетного устройства 4. По градуированной кривой N(i) (фиг. 2) определяется время нахождения образца в поле. Используя формулы кинематики криволинейного движения, определяется угловая скорость вращения ч> = где t. — радиус врашеZ г ния.

Использование предлагаемого изобретения в сравнении с известными устройствами позволяет снизить себестоимость прибора эа счет исключения используемого в прототипе ферромагнитного материала в качестве датчика импульсов, статора, кольцевого ферромагнитного сердечника, уменьшения массы устройства и упрощения конструкции.

Формула изобретения

Сегнетоэлектрический тахометр, содержащий ротор, статор и анализирующую аппаратуру, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции тахометра, ротор выполнен в виде сегнетоэлектрического датчика импульсов, размещенного на рычаге с двумя электрическими контактами, а статор выполнен в виде изоляционного диска,. снабженного секторной электропроводной пластиной для замыкания контактов, при этом выводы сегнетоэлектрического датчика импульсов и электрические контакты подключены к анализирующей аппаратуре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., 1965, с. 464467.

2. Авторское свидетельство СССР № 451010, кл. С 01 P 3/48, 1 974.

970221

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 635506, кл. G 01 Р 2/48, 1978 (прототип) .

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

И 80

Фсг. 2