Датчик угловой скорости

Союз СоветскниСоциалистическиеРеспублик ОП КСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТИИаСТВУ 1 ц 92823(22) Заявлено 16.11,79 (21) 2840860/18-10с присоединением заявки РЙ(5)М. Кл. 6 01 Р 3/26 Гюеударетееииый комитет СССР ао делам изабретеиий и открытийОпубликовано 15. 05. 82 ., Бюллетень М 18 Дата опубликования описания 15,05.82(72) Автор изобретения Л.Г. Красневский Институт проблем надежности и долговечности машин АН Белорусской ССР(54) ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ Изобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано для измерения скорости вращения преимущественно машин, снабженных системами принудительной смазки, например в автомобильной технике,В настоящее время для измерения скоростей вращения широко используются датчики скорости с различного рода источниками тока 1, например, пневматические 12и гидравлические.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и решаемым задачам является гидравлический датчик скорости который содержит стаФ15 тор, ротор с отверстиями, расположенными соосно с отверстиями статора, и струйный элемент, вход которого соединен с источником давления 3 1;К недостаткам известного устройства следует отнести малую точность и чувствительность в нижней зоне рабочего диапазона измеряемых скоростей. Цель изобретения - повышение точности измерения низких скоростей ичувствительности,Поставленная цель достигается тем,что ротор выполнен в виде пологоплоского диска, внутренняя полостькоторого сообщается с системой смазки, на образующей поверхности дискарасположено одно или несколько сопл,а чувствительный элемент выполненв виде упругой пластины, на которойзакреплен постоянный магнит..На фиг. 1 дана конструкция датчика; на фиг. 2 - то же, вариант выполнения; на фиг. 3 - вид А на фиг.1;на фиг. 4 - графики выходного сигнала датчика.Датчик состоит из ротора 1 с заполненной жидкостью кольцевой полостью, посредством ступицы 2 эакреп"ленного на контролируемом валу 3, ичувствительного элемента в виде неподвижного геркона 4 и постоянногомагнита 5, установленного на подпружи.928231 3ненном поворотном рычаге 6 с осью поворота 7. В наружной цилиндрической стенке ротора 1 имеются сопла 8 по числу импульсов выходного сигнала на один оборот контролируемого вала 3. Ножки геркона 4 подключены к выходным клеммам датчика (на фиг, 1 не показаны).Для использования в датчике отработанной смазочной жидкости, поступающей, например, к контролиоуемому вагу 3, ротор 1 может устанавливаться вблизи опорного подшипника 9 вала 3, смазка которого осуществляется через форсунку 10, сообщенную с системой принудительной смазки (не показана) каналом 11. Направление движения смазочной жидкости в полость ротора 1 через зазоры между телами качения подшипника показано стрелкой Б.Ротор 1 имеет разгрузочное отверстие 12, ограничивающее уровень жидкости в нем, для исключения ее сброса через правый борт, приводящего к ложным срабатывания геркона 4.Для исключения ложных срабатываний под действием брызг жидкости, отбрасываемых соседними деталями, между герконом 4 и ротором 1 может дополнительно устанавливаться экран 13 с прорезью для прохода струи 14 к рычагу 6,Возможны различные варианты взаимного расположения ротора 1, геркона 4и подвески магнита 5. При расположении ротора и геркона в лерпендику"лярных плоскостях пс фиг. 1 рычаг 6имеет в средней части площадку шириной 1 (см. фиг. 3), ось симметрии которой лежит в плоскости осей сопл 8,Тонкими линиями и стрелкой В пока"зана траектория движения струи 14вдоль площадки.Сопла 8 и геркон 4 могут также лежать в одной плоскости (см. фиг. 2),а рычаг б подвески магнита 5 можетбыть выполнен в виде плоской пружи"ны, ход которой под действием струйиз сопл 8 ограничен упорами 15 и 16.Ротор 1 на фиг. 2 показан в разрезепо плоскости расположения сопл нафиг. 1. Окружность 16 изображает сво"бодную поверхность кольца жидкостив роторе при его вращении. На фиг,2видны также выходные клеммы 17 датчика, подключенные к ножкам герко" на фДатчик работает следующим образом.При вращении вала 3 ротор 1 заполняется смазочной жидкостью, прошедшей .через подшипник 9 либо через самостоятельный питатель (не показан).Под действием центробежных сил жидкость вытекает из полости роторачерез сспга 8 компактными радиальными струями (например, четырьмя по о фиг. 2), При встрече струи 14 с рычагом 6 на последний действует сила,зависящая от кинетической энергииструи, которая вызывает поворот рычага 6 или изгиб при выполнении его 1 в виде плоской пружины по фиг, 2)в сторону геркона 4. При приближении постоянного магнита 5, закрепленного на рычаге 6, геркон 4 замыкается. После прекращения действия струи 2 в 14 магнит 5 отходит от геркона 4 висходное положение, и последний размыкается. Таким образом, прохождениекаждой струи 14 мимо геркона 4 вызывает его срабатывание, при этом число срабатываний за один оборот ротора 1 равно числу сопел 8, При включении геркона 4 в электрическую цепьна клеммах 17 возникнет последовательность прямоугольных импульсов(см. фиг. 4), частота которых, кратная измеряемой угловой скорости, иявляется выходным параметром датчика.Длительность периода, в течение 3которого геркон 4 замкнут при перпендикулярном его расположении относительно ротора, зависит от ширины 1площадки на рычаге 6 и может изменяться за счет ее подбора.46Помимо различных вариантов взаимного расположения геркона 4 и подвески магнита 5 относительно ротора 1, возможны также варианты датчика с использованием нормально замкнутого геркона, размыкаемого под действием струи 14 и т.д.Из изложенного очевидно, что, ввиду большой кинетической энергииструи, вытекающей из сопл, размерыпостоянного магнита 5 (в пределахпотребностей реальных герконов) неимеют существенного значения для динамики срабатывания геркона, так каких инерционные силы незначительны,Поэтому для повышения мощности выход-ного сигнала может быть выбран любойгеркон, способный коммутировать требуемую электрическую мощность, и длянего подобран соответствующий маг928231 5нит. В известных же датчиках увеличение магнитов ограничено габаритами ротора, на котором они установлены. Кроме того, чувствительность датчика в пределах допустимой для конкретного геркона частоты коммутаций более стабильна, так как скорость отвода магнита зависит лишь от параметров его подвески, тогда как при вращении магнитного поля и чувствительность падает на высоких частотах изэа уменьшения времени прохождения полюса ротора мимо геркона.Преимуществом датчика является также воэможность получения нескольких импульсов на один оборот при одном магните за счет количества сопл.Количество потребляемой датчиком жидкости меньше, чем, например, у гидравлических роторных датчиков с трубками Пито,Формула изобретенияДатчик угловой скорости, преимущественно для механизмов с системой принудительной смазки, содержащий ротор и чувствительный элемент с постоянным магнитом и неподвижным герконом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения низких скоростей и чувствительности, ротор выполнен в виде полого плоского диска, внутренняя полость которого сообщается с системой .10 смазки,на образующей поверхности диска расположено одно или несколько сопл, а чувствительный элемент выполнен в виде упругой пластийы,на которой закреплен постоянный магнит.15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Агейкин Д.И. Датчики контроляи регулирования. И., 1965, с. 725,2, Патент СВА И 3741018,кл. 73/506, 1976,3. Авторское свидетельство СССРР 600445, кл. С 01 Р 3/26, 1976АдЗ Состави ор 883 227/5 но НИИП 11303 иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул ктна ктор В. Бобков Техр осуда лам и сква,Швецитонч венного комитет ретений и откры 35, Раушская на си Фи