Датчик частоты вращения и углов поворота

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ии 711473(71) Заявитель Львовский ордена Ленина политехнический институт(54) ДАТЧИК ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И УГЛОВ ПОВОРОТА Изобретение относится к технике приборостроения и может быть использовано в системах регулирования скорости вращения приводов.Известны датчики утловой скорости 111, содержащие зубчатое колесо и два замкнутых5 магнитных сердечника, на которых размещены измерительные обмотки, одни концы которых соединены вместе, а другие присоединены к противоположным фазам генератора возбужде 0 ния сигналов.Известен также датчик угловой скорости 21, содержащий зубчатое колесо и Е-образный сердечник, наружные стержни которого охвачены сигнальными обмотками, а центральный стер 15 жень представляет собой постоянный магнит.Недостатками указанных датчиков являются сложность конструкции и низкая разрешающая способность.Наиболес близким по технической сущности к изобретеишо является датчик скорости и уг лов поворота 131, содержащий зубчатый ротор, который имеет ио краям два ряда зубцов, смещениых дру 1 относительно друга на половину шага зубца и отделенных от средней ненарезанной части ротора двумя кольцевыми пазами, и Ш-образный дифференциальный трансформатор, на стержнях которого расположены обмотка возбуждения и сигнальные обмотки.Недостатками указанного датчика являются сложность изготовления ротора датчика и невысокая разрешающая способность.Цель изобретения - упрощение конструкции и увеличение разрешающей способности датчика.Это достигается тем, что в известном датчике, содержащем зубчатый ротор иэ ферромагнитного материала и Ш-образный статор с обмоткой возбуждения и измерительными обмот. ками, статор выполнен иэ набора ферромагнитных пластин П-образной формы, смешенных друг относительно друга в аксиальном направлении, а ширина зубца ротора кратна толщине П-образных пластин.На фиг, 1 схематически изображен общий вид предлагаемого датчика; на фиг. 2 - то же, вид слева, на фиг. 3 - то же, вид сверху,Датчик частоты вращения и углов поворота содержит ротор 1, на цилиндрической по711473 Для подтверждения преимущества предлага. емого датчика проведен расчет его разрешающей способности по сравнению с прототипом.Д а т ч и к с к о р о с т и 13. Поусловиям механической прочности изготовления зубцов ротора на фрезерном станке минимальная ширина зубца будет составлять около 1 мм. Зубцовый шаг т из условия получения сигнала синусоидальной формы при=(О,2-О,35 Ю,где Ь - ширина зубца равенЬ 40,55 О,З 5Датчик скорости с диаметром ротора, равным 100 мм, будет иметь разрешающую способность (импульсы на один оборот); Предлагаемый датчик с к о р о с т и. Толщина пластины дифференциального трансформатора может быть взята 0,15 мм (см, ГОСТ 802 - 58).Зубцовый шаг равен:) О,45 Разрешающая способность датчика с диаметром ротора, равным 100 мм, будет равна (импульсы на один оборот): 1 ИЭ ЭЛ 4 4 ООФ 0,4 Как видно из примера, увеличение разрешающей способности предлагаемого датчика посравнению с существующими будет в 5 - 10 раз. Формула изобретения Датчик частоты вращения и углов поворота, содержащий зубчатый ферромагнитный ротор и Ш-образный статор с обмоткой возбуждения и измерительными обмотками, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, статор выполнен из набора П.образных ферромагнитныхпластин, смещенных друг относительно другав аксиальном направлении, а ширина зубцаферромагнитного ротора кратна толщине П-образных пластин,Источники .информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Ио 3855525, кл. 324 - 340,1977,2, Патент Великобритании И 1462844,кл. 8 1 й, 26.01.77,3, Авторское свидетельство СССР И 184180,кл, О 01 Р 3/48, 1966 (нрототип). верхности которого имеются прямые, аксиальные пазы 2 и зубцы 3, а также дифференциальный трансформатор, выполненный из отдельных П-образных ферромагнитных пластин 4в виде Ш-образного пакета, где каждая после. 5дующая пластина смещена относительно предыдущей в аксиальном направлении. На наружных стержнях 5 и 6 дифференциального трансформатора расположены последовательно ивстречно включенные катушки 7 и 8. На сред.нем стержне 9 размещена катушка возбуждения 10, Средний стержень 9 может быть заменен постоянным магнитом,Магнитопровод дифференциального трансформатора составлен из определенного числа элементарных ферромагнитных пластин 4,и величинамагнитного потока в каждой пластине меняетсяв зависимости от ее положения относительноротора. При вращении ротора число пластин,магнитный поток которых замыкается по зубцу 3, становится на одну больше поочередното в стержне 5, то в стержне б, вследствиечего в магнитопроводе диффередщиального трансформатора возникает пульсация магнитного потока с частотой, пропорциональной произведению числа элементарных пар пластин дифференциального трансформатора на число зубцов ротора.Меняя расстояние между пластинами дифференциального трансформатора, можно изготовить целую серию датчиков с разным числомимпульсов за один оборот ротора, используяодин и тот же ротор. Кроме того, устанавли.. вая дифференциальные трансформаторы с различным числом пластин, можно получать с од- З 5ного датчика необходимое число выходов сразличными частотами,Замена ротора датчика со сложным профилем обработки цилинрической поверхности ротора (два ряда зубцов, смещенных один относительно друтого на половину зубцов шага,и две кольцевые канавки) на ротор с гладкойцилинцрической поверхностью и прямыми пазами позволяет не менее, чем в 2 раза снизитьтрудоемкость изготовления датчика. 45Максимальное число зубцов существующегодатчика ограничивается механической прочностьюзубца и возможностью его изготовления на металлообрабатывающих станках или требует специальных методов обработки, увеличивающих 50трудоемкость изготовления датчика.Число импульсов предлагаемого датчикаравно произведению числа зубцов на число злементарных пластин.и не ограничивается ни ихспособами изготовления, ни механической прочностью, так как пакет дифференциального транс.форматора выполнен из тонких пластин и закреплен между жесткими стенками корпусадиффере д ндиального трансформатора.Тираж 1019НИИПИ Государственногпо делам изобретений035, Москва, В 35, Раув комитета СССРоткрытийская наб д. 4/5 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Корректор Ю, Макаренк