Устройство для измеренияугловых ускорений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц794543

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.12.78 (21) 2704255/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) M. Кл.з

G 01 P 15/08

Государственный комитет (53) УДК 531.768 (088.8) пе делам изобретений и открытиЯ (72) Авторы изобретения

М. Н. Анисимов и Н. И. Бузов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ

УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к приборам автоматического управления и измерительной технике. Оно предназначено для измерения ускорения вращающихся р евер сируемых валов различных двигателей и механизмов.

Известны датчики ускорения сейсмического типа, содержащие инерционную массу, укрепленную с помощью упругих связей на контролируемом валу, в основе работы которых лежит измерение угловых перемещений инерционной массы при наличии ускорения .(1).

Недостатком этих датчиков являются сложность конструкции и преобразования сигналов, что отражается на их надежности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения угловых ускорений, содержащее инерционную массу, укрепленную с помощью упругих элементов на исследуемом валу, и преобразователь переме-. щения в виде двух цилиндрических постоянных магнитов, размещенных соответственно на валу и на инерционной массе, в поле которых закреплены магниточувствительные датчики. Магниты ориентированы так, что фазы выходных сигналов датчиков магнитного потока при покое и равномерном движении вала совпадают, а при ускорении вследствие смещения магнитных осей образуется сдвиг фаз выходных сигналов,(2)

5 Недостатком известного устройства является его низкое быстродействие за счет значительной инерционности, особенно в области малой частоты вращения контролируемого вала.

10 Целью изобретения является увеличение быстродействия при увеличении точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено парой башмаков из маг15 нитопроводящего материала, закрепленных на инерционной массе и выступающих в противоположные стороны, параллельно продольной аси вала, узлом установки магниточувствительного элемента, состоящим

20 из немагнитной втулки, закрепленной на цилиндрическом выступе магнитопровода, и магнитопроводящей насадки, прикрепленной к втулке, причем один башмак охватывает цилиндрический выступ, распо25 ложенный на одной стороне магнитопровода, а другой — магнитопроводящую насадку, расположенную на другой его стороне.

На фиг. 1 и 2 показаны продольный и поперечный разрезы устройства для изме30 рения угловых ускорений, 794543

Магнитопроводящий корпус 1 изготовлен в виде цилиндра с технологическими окнами. На входном валу 2 на опорных подшипниках 3 установлена инерционная масса 4 из немагнитного материала в виде цилиндра. Внутри полости массы на валу жестко закреплен магнит 5 с диаметральным намагничиванием.

В тело инерционной массы вмонтированы магнитопроводящие башмаки 6> и 6 .

С торцовых сторон корпуса установлены крышки 7 и 8, С внутренней стороны крышки имеются выступы, служащие для концентрации магнитного потока. К крышке 7 с помощью немагнитной втулки 9 закреплена магнитопроводящая насадка. 10, по центру которой установлен опорный подшипник 11 входного вала 2. Второй опорный подшипник 12 входного вала установлен в крышке 8.

Инерционная масса 4 связана через цилиндрическую пружину 13 с входным валом 2.

Входные и выходные электроды 14 магниточувствительного элемента 15, который установлен в окне немагнитной втулки по центральной оси концентрации магнитного потока, выведены наружу через отверстие в крышке 7.

Магнитный башмак, охватывающий выступ в крышке корпуса и обращенный вправо, обозначен 6 . Башмак, охватывающий магнитопроводящую насадку и обращенный влево, обозначен 6>. Полюса магнита располагаются относительно башмаков симметрично.

В состоянии покоя или равномерного движения вала каждый из полюсов магнита расположен между башмаками. Магнитные потоки разделяются на две равные ветви.

Одна ветвь образуется потоком, проходящим по башмаку 6> и магнитопроводящей насадке, другая — потоком, проходящим по башмаку 6> и цилиндрическому выступу в корпусе.

Благодаря симметрии магнитных путей напряженности магнитного поля по оси вращения ветвей равны между собой и соответствуют половине максимальной напряженности. Вследствие этого между магнитопроводящей насадкой и цилиндрическим выступом не существует магнитодвижущей силы, и поток через зазор, в котором установлен магниточувствительный датчик, ра. вен нулю.

При наличии ускорения под действием инерционных сил возникает относительное движение инерционной массы 4 и магнита

5. В результате ось магнита 5 смещается относительно башмаков 6ь 6, и возникает поток в зазоре с магниточувствительным элементом 15.

Момент инерционных сил уравновешивается моментом упругих сил противодействующих пружин 13, откуда установившийся угол поворота пропорционален действующему угловому ускорению.

Быстродействие предложенного устройства определяется собственной частотой колебаний механической системы.

Чем выше жесткость пружины и меньше момент инерции массы, тем больше быстродействие. Быстродействие предложенного устройства не зависит от текущей скорости и положения вала.

Формула изобретения

Устройство для измерения угловых ускорений, содержащее неподвижный магнитопровод с двумя цилиндрическими выступами, расположенными по оси вала, инерционную массу с размещенным внутри ее магнитом, закрепленную на валу посредством упругого элемента, и магниточувствительный элемент, размещенный в воздушном зазоре магнитопровода, отличаю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия устройства, оно снабжено парой башмаков, закрепленных на инерционной массе и выступающих в противоположные стороны параллельно продольной оси вала, узлом установки магниточувствительного элемента, состоящим из немагнитной втулки, закрепленной на цилиндрическом выступе магнитопровода, и магнитопроводящей насадки, прикрепленной к втулке, причем один башмак ох ватывает цилиндрический выступ, расположенный на одной стороне магнитопровода, а другой магнитопроводящую насадку, расположенную на другой стороне магнитопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ме 409135, кл. G 01 P 15/08, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Хо 396627, кл, G 01 P 15/08, 1972 (прототип).

Редактор Б. Федотов

Составитель В. Ковнисаренко

Техред И. Пенчко Корректор Н. Федорова

Заказ 2722/13 Изд. № 121 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2