Устройство для определения параметров вращения

 

Использование: измерение угловых перемещений и скоростей. Сущность изобретения: благодаря наклону сегментов 2-5 магнитного экрана перемагничивание проволоки Виганда 8 при вращении Вперед начинается с одного конца, а при вращении Назад - с другого, поэтому в первом случае импульсы в катушке 9 опережают на время соответствующие импульсы в катуш ке 10, а во втором случае - наоборот. Время г фиксированное и не зависит от скорости вращения ротора. Частота следования выходных импульсов пропорциональна частоте вращения ротора,3 ил.

((9) (! !) СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичес их

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕтЕЛЬСГВУ (21) 4889618/10 (22) 10.12.90 (46) 07.08.92. Бюл, № 29 (71) Ленинградский электротехнический институт им, В,И.Ульянова (Ленина) (72) Е.Г.Бишард и В.А,Кучеров (56) Патент США ¹ 4150314, кл. Н 02 К 21/38, 1979, Патент CLLIA ¹ 4217512, кл, Н 02 К 21/38, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ . ПАРАМЕТРОВ ВРАЩЕНИЯ (51)5 G 01 Р 13/00, 3/48 (57) Использование: измерение угловых перемещений и скоростей. Сущность изобретения: благодаря наклону сегментов 2-5 магнитного экрана перемагничивание проволоки Виганда 8 при вращении "Вперед"

Q начинается с одного конца, а 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 частоте вращения ротора, 3 ил.

175,">424

15

/ -1 0

Устройство относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано длл определения угловых перемещений, скоростей и направления вращеl! ия.

Известны устройства для измеренил угловых перемещении и скоростей 3 основе эффекта Виганда, основным достоинством которых явллетсл независимость параметров Bbfxh/1Horo импульса от скорости вращенил. Су!!!ествует три основных Варианта построения таких устройств; проволока

ВиГанДа (или сов акуГ! Пасть проволок/!10ремещается относительно двух постолнных магнитов с размещенной г40>кду ниг4!л приемной катушкой; магниты движутся отНОСИТВЛЬНО МОДУЛЯ ВИГзllда (ilpf4814I1351 KBт jш кз с и РÎDÎ!!Окой Dи ГВHД3 Вll }ГTPЙ), магниты 14 модуль Виганда !!Оподвиж!!и, 3 их взаимодействие регулируется перемсшением магнйтнагО BKp3if3, Г1реиглу!цество перво!о варианта над дг}умя другими Б там,чта oit чувствует направление вращения, однако Выходной сигнал - .!ачительна слабее и при удалении каГ> шки От п1эавалОки Вига!1Дз бале8 ч8М на

2 мм становится пренебрежимо малым. В результате чего с!!ижаетсл помехозащищенность устройства, г!овыша!отся требоD3 ния к тач!! Ости уcта I! Ов!! 81!ил зазора между падви>к! !ОЙ и не;!О/1Би>кноы1 lзстлми, что аграничивзст область! Ipftf48fleIIL4sf перБОГО Бар! Iзнта. Указан! !ых fi8/10статKQB ли ш81! ы БтаpÎLf и тp0134 B3pf43!!ты, Наиболее близки 4 t< LIBQCIIp8T81fkffo является устрайстВО, КО;ОрО, сОдержит рОтОр с маГн ITHb!M экраном В Виде четьlp8x Отдельных сегментов цилиндричссксй поверхности, расположенных па окружности обода рОтОр3, первый и ВтО()ОЙ пастаянны8 магli!4 ты, проволоку ВиГе?гlда и разкле1цГ!нну!О коакс«3/ibftn ей приемную катушку, причем напряженность магнитного поля первого

M3пIèò3 превышает напряженность магнитного поля второго глзгн!!Та и имеет противоположну!о полярность, проволока Виганда расположена ме>кду постоянными мап1итами пзраллв!IhHO L1X YtpOpO/Ibtt )IM ОСе1м L1 аси

Вращения ротора, при этом первый постоянный магнит размеецен внутри магни; ного экрана, 3 проволока, Вигзнда и второй постоянный мап!Ит — снаружи магнитного эк рана.

Недостаток устройства — неч}!BñòBèтельность к направлени!о вращения, Цель изобретения — расширение функциональных вазможностей устройства путе м 0 и р ед ел 8 н и л н а и 0 3 В л е н и л B p 3 t, 8 14 14 f

Ц8ЛЬ ДОСТИГ38ТСЛ ТЕМ, ЧТО В L/CTPOLICTBQ, содержащее poTop G магнитным экраном В виде четь!рех отдельных сегментоез цилиндрической поверхности, расположенных по окру>кности обода ротора, первый и Второй постол!!!!Ые магниты, проволоку Виганда и раэмеще lflóto козксиально ей приемну!а К3тушку, причем напрл>кен:!ость магнитного полл первого магнита превышает напряжен!!ость магнитного поля второго магнита и имеет противапалох<ную полярность, праиал ока Р иге!нда расГ10лажег13 между пастоянгlыми маГнитзми параллельна их продольным ослм и оси Вращения ротора, Г1ри этом первый пост<зя1!! ЫЙ 43I tt!4 Y p33M8щен в !утри магнитного экрана, а право/!Окз

Виганда и второй постоянный магнит — cl!3ру>ки 1431.}flfTIIQ!Q экрана, введены вторая приемнал катушка, f18pDbfA и DTopoLI кампар 3 T Q p b I, и 8 p B b l É и В T o p Q !!i 0/l, I I 0 Б и б р а т 0 р b f, первый и второй элементы 2И, причем сегменты мап!Итного экрана распаложаны под углам 45 к образующей цил!лндрической поверхности, первая и втарзл приемные каТУВ!Ки ИДВНТИЧ1!Ы И PBCfiODQ>t<8Hhl СИММ8Трично по обе стороны QT! fQctiT8ilbHQ центра

fipOt3Afi0KLI В1!Га!НДз, DI Opblе ВЫ!!ОДЫ Гlриег4 ных катушек саединсч!ы с общей тачкой устройства, а первые выводы — c прямыми

БХОДЗМИ П8РВОГО И DTOPQf Q КО!4Г!3Р3ТОРОБ соответственно., инверсные Вхадь! которых соедине lbl с истачникОм Опарнага напрл>!<8!!!ля, Выход первого компарзтора саединен с входом первого одновибрзтара и первым BxQ/1014 ПГ;р ваго элемеr!TB 2И. DTÎРОЙ ВХОД t

ВыхоДОм BTQPÎYÎ QPHODLIGPBTQP3, ВыхОД Вт0ро1-о компарзтара соединен с Входом второга однавибраторз и Бторыгл Вхо!IQM DTopol o элемента 2И, первый вход которого cnepÄIнен с инБерсн ым Г!ыхада."4 порВОГО Одновибратора, при этом выход перього элеме!Ггз

2И является выходом "Вперед", а Выход вта рого элемента 2И вЂ” вь!ходом "Назад" устРайетвз, Н3 фиг, 1 изабра>кена структурная схема механической части устройства; на фиг.

2 — функциональная схема электронной части устройства; на фиг. 3 — временнь!е диаграммы работы, на катары;< приведены выходные сигналы узлов и э)!егле ITQB, причем цифровой индекс в обозна IBI-Iëè сигнаl0B c0oTB8TcTBует номеру элемента на функциональной схеме <1>!лг, 2.

Устройство для определения параметров впащенил содержит ротор 1 с магнитныгл BKp3HQM Б виде четырех отдельных сегментов 2-5 цилиндрической поверхно TL4, располо>кенных по окружности обода ротора 1, первый б и Второй 7 постоянные ма Гн иты, и poBQ/I 0KLJ В и с3 нда (> и ре)зм8 Ще нные коак=изльна ей первую 9 и втору!о 10 17534?4

20

35

55 приемные катушки, первый 11 и второй 12 компараторы, первый 13 и второй 14 одновибраторы, первый 15 и второй 16 элементы

2И, причем напря>кенность магнитного поля первого магнита б превышает напряженность магнитного поля второго магнита 7 и имеет противоположную полярность, проволока Виганда 8 расположена между постоянными магнитами 6 и 7 параллельно их продольным осям и оси вращения ротора 1, при этом первый постоянный магнит 6 размещен внутри магнитного экрана, а прово. лока Виганда 8 и второй постоянный магнит

7 -- снаружи магнитного экрана, сегменты

2-5 магнитного экрана расположены под углам 45 к образу,ощей цилиндрической поо, верхности, первая 9 и в орая 10 приемные катушки идентлчны и располо>кены симметрично по абе стороны относительна 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 кампараторов соответственно, инверсные входы которых соединены с источником опорного напряжения, выход первого компаратора 11 соединен с входом первого одновибратора l3 и первым входом первого элемента 2И 15, второй вход которого соединен с.инверсным выходом второго одно,вибратора 14, выход второго компаратора

12 соединен с входом второго одновибратора 14 и вторым входом второго элемента 2И

16, первый вход которого соединен с инверсным выходом первого адновибратора 13, при этом вь,ход первого элемента 2И 15 является выходом "Вперед"...а выход второ. го элемента 2И 16 — выходом "Назад" устройства, Устройство работает следующим образом, Режим перемагничивания проволоки

Виганда 8 такой же как и в известном устройстве-асимметричный, но, благодаря наклону сегментов 2-5 магнитного экрана к образугощей цилиндрической поверхности под углам й= 45, при вращении "Вперед" вначале воздействие магнитно — î поля постоянного магнита 6 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 т соответствующие импульсы во второй катушке 10, а во втором случае — наоборот(09, U10; фиг. 3), Так кэк время перемагничивания проволоки Виганда 8 фиксированное и не зависит ат 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 г. сооТ ветству|ощие импульсы компаратора 12 (01!, U12; фиг. 3, "Вперед" ) и беспрепятственно проходят через элемент 15 на выход

"Вперед" устройства, а прохождение импульсов с выхода компаратора 12 через элемент 2И 16 на выход "Назад" блокируется первым одновибратором 13 (013, 014, 015, UI6; фиг, 3, "Вперед" ). При вращении "Назад" ситуация обратная, при которой второй одновибратор 14 блокирует праха>кдение импульсов с выхода компаратора 11 через элемент 15 на.выход "Вперед" устройства, а импульсы с выхода коглпарэтора 12 беспрепятственно проходят через элемент 2И 16 на выход "Назад" устройства. Частота следования выходных импульсов пропорциональна скорости вращения ротора 1.

Длительность выходных импульсов первого

13 и второго 14 одновибраторав выбирается не менее 2 z.

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 выходных импульсов.

Формула изобретения

Устройство для определения параметров вращения, содер>кащее ротор с магнитным экраном в виде четырех отдельных сегментов цилиндрической поверхности, расположенных по окружности обода роТОра, первый и второй постоянные магниты, проволоку Виганда и размещенную коаксиально ей первую приемную катушку, причем 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 магн,nT размещен внутри магнитного экрана, а проволока Виганда и второй постоянный магнит — снару>ки 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

1753424 Ри3 3

Составитель В.Кучеров

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т,Палий. Редактор Н.Химчук

Заказ 2766 тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

) катушка. первый и второй компараторы, первый и второй одновибраторы, первый и второй элементы 2И, причем сегменты магнитного экрана расположены под углом 45 к образующей цилиндрической поверхности, первая и вторая приемные катушки идентичны и расположены симметрично по обе стороны относительно центра проволоки Виганда, вторые выводы приемных катушек соединены с общей точкой устройства, а первые выводы,— с прямыми входами Fl8pвогG и а . рра.компараторов соответственно, инверсные входы которых соединены с ю источником опорного напряжения, выход первого компаратора соединен с входом первого одновибратора и первым входом первого элемента 2И, второй вход которого

5 соединен с инверсным выходом второго одновибратора, выход второго компаратора соединен с входом второго одновибратора и вторым входом второго элемента 2И, первый вход которого соединен с инверсным

10 выходом первого одновибратора, при этом выход первого элемента 2И является выходом "Вперед", а выход второго элемента 2И вЂ” выходом "Назад" устройства.