Устройство для определения параметров вращения

(72) Е.Г,Бишард и В,А,Кучер технический иенина)ов ЛЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРПАРАМЕТРОВ ВРАЩЕНИЯ(57) Использование: измерение угловых перемещений и скоростей. Сущность изобретения: благодаря наклону сегментов 2-5 магнитного экрана перемэгничивание проволоки Виганда 8 при вращении "Вперед" начинается с одного конца, э при вращении "Назад" - с другого, поэтому в первом случае импульсы в катушке 9 опережают на время тсоответствующие импульсы в катушке 10, а во втором случае - наоборот. Время т фиксированное и не зависит от скорости вращения ротора, Частота следования выходных импульсов пропорциональна частотевращения ротора, 3 ил.10 15 оп а ./ 40 45 50 55 Устройство относится к контрольноглзмерительной технике и может быть использовано длл определения угловых перемеецений, скоростей и направления вращения.Известнь устройства для измарагЕлл угловых перемещений и скоростейа основе эффекта Вигацда, основным достоинством которых явллетсл независимость парамат- РОВ ВЬХ)ДНОГОгИМПУЛЬСа От СКОРОСТИ БРащенил. Сув;ествуат три основных варианта построения таких устройств; проволока Виганда или совокупность проволок) 118- ремещается относительно двух постоянных магнитов с размещенной между ними приемной катушкой; магиить движутся от- НОСИТЕЛЬИО МГ)дуЛя ВИГ 81 да гнриеглглгая КатуШКа С Прово)лйКОЙ Виганда 1)цлУтргЛ); магниты и модуль Вигаида 1 Г)подвикиь 1, а их взаимодействие регул и руРтсл паремс ша- НИОМ МаГНЙТНОГО ЭКПага,Преимуцаство первоо Варианта иад двумя другими Б том,что ои чувствует направление вращения, Однако Выходной сигнал -,ачительио слабее и при удалении кае Ушки От п)ое)олОки ВНГсда бол 88 ч 8 М на 2 мм становится прсчебражимо мальм. В результата чего сиих(аатсл помехозацищенность устройства, говцшаотся требования к точости устОовла 1 ия зазора между подви)киой и неподвижной астями, что ограничиваст область применения пар- БрГО Бариацта, УКаэанлцях НадОСтатКОБ ЛИ- шаны Второй и траи Варианты,Наиболее близкигл к изобретецио является устройство,оторое содержит ротор с магнитньцл экрацом Б виде четырех отдельных сегментов цилиндричссксй поверхности, расположенных по окружности обода 90 ТОРа, ПВРБЫЙ И ВТО)ойл ПОСТОЛННЫ 8 МВГИИ- ты, пРОВОлокУ ВиГег 1 Да и РазмаЩ)ннУ 10 коаксиальцо ей приемную калтуе 1)ку, причем напряженность магнитного поля первого магчита превышает напряженность магнитноо поля второго глагг 1 та и имеет противоположнуо полярность, проволока Вигацда расположена мекду постоянными мапитами паралл 81 ьио их продольным Осям и Оси Вращения ротора, при этом первый постоЯНИЫй МаГИИТ РаЗМЕЕЦан ВНУТРИ МБГНИ; НОГО ЭкрЭла, а ПрОБОЛОКБ, В 11 ГВНДа И БТОрой ПО" СТОЛЦ 11 ЦЙ 1 МагИТ - СаРУЖИ МБГНИТлОГО ЭК- рана.НРДОстаток устройства - нечувствительность к направлеиио вращения,Цель изобретения - расширение фуИ(- циональиых возможностей устройства путем определения направления вращани 51,Цель достигаатсл тем, что в устройство, содержащее ротор с магиитньц экраном Б виде четырех отдельных сегментов цилиндрической поверхности, расположенных по окрукцости обода ротора, первый и Второй постолиЫа магниты, проволоку Виганда и размещенуО коаксиально ей приамиуо катушку, причем напряжен:ость магнитного полл первого магнита превышает напряженность магнитного поля Второго магнита и имеет противополокиую полярность,проволока Вигс 1-гда расГ 10 ложагга мажДУ постолниьми маГнитами параллельО их продольным осям и оси Вращения ротора, при этом первый постояииый мапи Г размещен внутри магнитного экрана, а провогока Виганда и Второй постоянный магнит - сца- РУ)КИ МаПИтнсго ЭКРБНа, ВВЕДЕНЫ ВТОРБЯ ПРИамцая КатУШКа, ПЕРБЦлЛ И БтОРОй КОМПа)атОр.1 л Гервцй И Второй ОДИОЕлибрс)торыл первый и второй элементы 2 И, причем сегменты мапитного экрана расположанц под углом 45 к образующей циллндрической поверхности, первая и вторал приамнье ка- ТЛУглКЕЛ ИДБИТИЧИЦ И РБСПОЛОкаНЫ СИММЕТрично по оба стороны отосительно центрапроволОки ВглГанда, Бтг)рые Вьезоды Г 1 рлеглных катушек соадинсчц с общей тачкой усТРОЙСТБа, а ПлаРБЫЕ ВЫВОДЫ - С Г 1)51 МЕлМИ Входами п 8 рВОГО и ВтОООГО коглга)ато)ОБ соотватст 181 Ио., ии Версн це Бходь которых соединены с источииком ОпорнОГО напряа 151, Выход первого компаратора соединан с входом первого одновибратора и первым ВКОДОм пг,рБОГО Злемаитэ 2 И. БтоРлой Е)ХОД КОТОРОГО СОЕДИИЕН С ИНБРРСНЫМ Вьходом втОРОГО ОднОБиб)ато)а, Выход БтО" РОлГО КОМПБРатОРа СОБДИНЕИ С ВХОДОМ ВТОРОго одновибратора и Бторцгл Входом Второго элемента 2 И, первый Вход которого соединаи с 11 еБарсьм Гыходом "лервого Одиовибратора, при этом выход перього элемата 2 И является выходом "Вперед", а Выход вто рого элемента 2 И - Выходом "Назад" устроИс гва,На фиг, 1 изобракена структурная схема механической части ус.гройства; на иг, 2 - функциональная схема электронной части устройства; иа фиг, 3 - Временные диаграммы работы, на которы; приведены вьходные сигналы узлов и элеглаТов, причем цифровой индекс в Обозначении сигналов соответствует номеру элемента на функциональиой схема гглг, 2.Устройство для Определения параметров Бпащенил содержит ротор 1 с магнитныгл экраном Б виде четырех отдельных сегментов 2-5 цилиндрической поверхности, расположенных по окружности Обода ротора 1, первый б и Второй 7 постоянные магниты, проволоку Вигаида 8 и размещенные коак:иально ей первую 9 и вторуо 1010 15 20 25 30 35 40 45 50 55 приемные катушки, первый 11 и второй 12 компараторы, первый 13 и второй 14 одновибраторы, первый 15 и второй 16 элементы 2 И, причем напряженность магнитного поля первого магнита б превышает напряженность магнитного поля второго магнита 7 и имеет противоположную полярность, проволока Виганда 8 расположена между постоянными магнитами б и 7 параллельно их продольным осям и оси вращения ротора 1, при этом первый постоянный магнит б размещен внутри магнитного экрана, а прово. лока Виганда 8 и второй постоянный магнит 7снаружи магнитного экрана, сегменты 2-5 магнитного экрана расположены под углом 45 к образу,ощей цилиндрической поо,верхности, первая 9 и выгорая 10 приемные катушки идентичныи располокены симметрично по обе стороны относительно центра проволоки Виганда 8, вторые выводы приемных катушек 9 и 10 соединены с общей точкой устройства, а первые выводы - с прямыми входами первого 11 и второго 12 компараторов соответственно, инверсные входы которых соединены с источником опорного нэпрякения, выход первого компаратора 11 соединен с входом первого одновибратора 13 и первым входом первого элемента 2 И 15, второй вход которого соединен с.инверсным выходом второго одно,- вибратора 14, вь 1 ход второго компаратора 12 соединен с входом второго одновибратора 14 и вторым входом второго элемента 2 И 16, пеовцй вход которого соединен с инверсным выходом первого одновибратора 13, при этом выход первого элемента 2 И 15 является выходом "Вперед"а выход второ. го элемента 2 И 16 - выходом "Назад" устройства,Устройство работает следующим образом,Режим перемагничивания проволоки Виганда 8 такой же как и в известном устройстве-асимметричный, но, благодарянаклону сегментов 2-5 магнитного экрана к образующей цилиндрической поверхности подуглом й= 45, при вращении "Вперед" вначале воздействие магнитного поля постоянного магнита б преимущественно испытывает одна половина проволоки 8 с катушкой 9 а затем - другая с катушкой 10, а при вращении "Назад" - наоборот, в результате чего перемагничивание проволоки 8 при вращении "Вперед" начинается с одного конца, а при вращении "Назад" - с другого, поэтому в первом случае импульсы в первой катушке 9 опережают на время г соответствующие импульсы во второй катушке 10, а во втором случае - наоборот(09,010; фиг. 3), Так кэк время перемагничивэния проволоки Виганда 8 фиксированное и не зависит от скорости вращения ротора 1, то и время т фиксированное и также не зависит от скорости вращения ротора 1, При вращении "Вперед" выходные импульсы компаратора 11 опережают на время т соответствуощие импульсы компарэтора 12 011, 012; фиг, 3, "Вперед" ) и беспрепятственно проходят через элемент 15 на выход "Вперед" устройства, а прохождение импульсов с выхода компаратора 12 через элемент 2 И 16 на выход "Назад" блокируется первым одновибратором 13 (013, 014, 015, 016; фиг, 3, "Вперед" ), При вращении "Назад" ситуация обратная, при которой второй одновибратор 14 блокирует прахакдениг импульсов с выхода компаратора 11 через элемент 15 на.выход "Вперед" устройства, а импульсы с выхода коглпэрэтора 12 беспрепятственно проходят через элемент 2 И 16 на выход "Назад" устройства, Частота следования выходных импульсов пропорциональна скорости вращения ротора 1,Длительность выходных импульсов первого 13 и второго 14 одновибраторов выбирается не менее 2 г,Предлагаемое устройство по сравнению с известным определяет не только скорость, но и направление вращения ротора. Независимость времени г от скорости вращения ротора позволила использовать в электронной схеме простые одновибраторы с фиксированной длительностью выходныхимпульсов. Формула изобретения Устройство для определения параметров вращения, содержащее ротор с магнитным экраном в виде четырех отдельных сегагентов цилиндрической поверхности, расположенных по окружности обода ротора, первый и второй постоянные магнить 1, проволоку Виганда и размещенную коаксиально ей первую приемную катушку, причесал напряженность магнитного поля первого магнита превышает напряженность магнитного поля второго магнита и имеет противоположную полярность, проволока Вигэнда расположена между постоянными магнитами параллельно их продольныгл осям и осл вращения ротора; при этом первый постоянный магнит размещен внутри магнитного экоанэ, а проволока Виганда и второй постоянный магнит - снаружи магнитного экрана, о тл и ч э ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения направления вращения, в него введены вторая приемная