Датчик скорости вращения

 

й" ;. и й)МВнлt н(i-tт,.;; - П И С А и И Е

ЗОБРЕТЕпИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

СОюз Сеаетс ик

Сецналистнческйк

Реслублес («)798750

) Дополнительное к авт. свид-ву

2) Заявлено 2004.79 (23) 2758840/18-24 рисоединеиием.заявки Ио—

3) Приоритет

Опубликовано 230181 Бюллетень Н9 3

Дата опубликования описания 230181 (51)М. Кл.

G 05 D 13/04

Государственный коинте

СССР по делам нзобретеннй и открытий (53) УДЫ 621. 3.07 (088. 8) (72) Автор изобретен и я

Б. Н, Гус аров (71) Заявитель (54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ВРОЖДЕНИЯ

Изобретение относится к измерению: параметров движения и может быть использовано в системах автоматического регулирования и управления при стабилизации скорости вращения вала и для сигнализации предельного числа оборотов.

Известен центробежный датчик скорости вращения, содержащий связанный с контролируемым валом корпус, в поперечном канале которого помещен подпружиненный инерционный элемент, и установленное неподвижно фиксирукщее устройство, у которого инерционный элемент снабжен токопро- т5 водящим слоем, а фиксирующее устройство выполнено в виде изолированных друг от друга токопроводящих колец, образующих с инерционным элементом электрическую контактную пару (1). 20

Однако в указанном центробежном сигналиэаторе использован контактный принцип взаимодействия инерционного элемента и фиксирукщего устройства, что предполагает наличие сил трения между токопроводящим слоем инерционного элемента и токопроводящими кольцами фикс ирующего устройства, следствием которых является чзнос контактирукщих поверхностей, 3О в частности токопроводящего слоя инерционного элемента. Этот недоста ток особенно проявляется при высоких скоростях вращения вала.

Недостатками указанного датчика являются также наличие отдельного источника электропитания для формиров ан ия с игнал а при дос т иже н ии в алом предельного числа оборотов, а также невозможность применения на объектах, находящихся под воздействием взрывоопасных сред или высокого вакуума, Кроме того, при данной конструкции его можно применять только так.сигнализатор-ограничитель предельного ч ис л а оборотов .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетс я датчик скорости вращения, содержащий корпус, на котором закреплен фикс ирукщий элемент, и подвижно установленный вал, на котором закреплены инерционные элементы, выполненные в виде постоянных магнитов (2) .

Недостатком датчика является боль/ шое количество деталей, а также то, что он не может применяться одновременно как сигнализатор-ограничитель и как датчик скорости, а может работать или в режиме сигналиэатора-ограннчи798750 теля или в режиме датчика скорости, Кроме того, укаэанный датчик скорости вращения предполагает применение отдельного источника постоянного тока, что является экономически невыгодным, Недостатки названного датчика скорости обусловлены также применением магнитоуправляемых контактов, работа которых характеризуется дребезгом контактов, сравнительно большей намагничивакщей силой для их срабатывания. Пребезг, а также возможное подгорание контактов, включенных в цепь источника постоянного тока, могут привести к ненадежной работе датчика, Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в нем вал выполнен с двумя буртиками, между которыми на равном рас- 20 стоянии or оси вращения вала, но в разных его диаметральных сечениях закреплены инерционные элементы, а фиксирующий элемент выполнен из двух пьезоэлементов, каждый из которых )5 расположен н плоскости соответствующего инерционного элемента, причем контактные пластины пьезоэлементов со стороны инерционных элементов выполнены магнитопроводящими. 30

На чертеже приведен датчик скорос ти вращения, общий вид.

Устройство содержит подвижно установленный вал 1 с буртиками 2, С помощью винтов 3, 4, 5 между буртиками

2 закреплены упругие элементы 6 и 7 с инерционными элементами 8 и 9.

Жесткость упругого элемента 7 вйЗрана выше жесткости упругого элемента

6, т.е. при нращении вала 1 сгособность к растяжению упругого элемента 6 под действием центробежных сил больше, чем у упругого элемента 7.

Пьезоэлемент 10 с магнитопроводящей пластиной 11 и пьезоэлемент 12 с магнитопроводящей пластиной 13 ис- 45 пользуются при различной жесткости упругих элементов б, 7 либо как датчики скорости вращения, либо как сигнализаторы предельной скорости вращения. Контактные пластины 14 и 15 50 пьезоэлементов 10 и 12 отделены от корпуса 16 изолирующими прокладками

17. С помощью токоотводов 18 сигналы с пьезоэлементов 10 и 12 поступают на внешний приемник (не показан) 55

Через отверстия 19 обеспечивается достуй к винтам 4 и 5 для. изменения жесткости упругих элементов 6 и 7, а следовательно, для перенастройки датчика скорости и сигнализатора предельной скорости вращения. 40

Принцип действия устройства основ ан н а магнит ном вз аимодействи и инерционных элементон 8 и 9, выполненных н виде постоянных магнитов, с магнитопроводящими контактными пластинами 65

11 и 13 пьезоэлементов 10 и 12 comветс твенно при достижен ии н алом определенной (нормальной или предельной) скорости вращения. В результате магнитного взаимодействия магнитопроводящая пластина 11 (13) .стремится притянуться к постоянному магнигу 8 (9), на пьезоэлемент 10 (12) оказынается растягинающее действие, в результате чего с последнего снимается последовательность импульсов, соотнетствукщая определенной скорости вращения или выдается сигнал, предупреж,дающий о достижении валом предельной скорости вращения.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии вращения вала 1 постоянные магниты 8 и 9 не отклоняются, магнитного нзаимодейстния между ними и магнитопроводящими пластинами соответственно 11 и 13 не происходит, с пьезоэлементов 10 и 12 сигналы не снимаются. При нращении вала 1 постоянный магнит 8 начинает под действием центробежных сил приближаться к магнитопронодящей пластине 11, растягивая упругий элемент б, При определенной скорости вращения, близкой, например, к уставке нормальной скорости, постоянный магнит 8 приближается на такое расстояние к магнитопроводящей пластине 11, что происходит магнитное взаимодействие между магнитом 8 и пластиной 11 °

Последняя стремится притянуться к магниту 8, в результате чего на пье зоэлемент 10 оказывается растягивакщее действие и с него снимается при вращении вала последовательность импульсов, соответстнукщая нормальной скорости вращения нала, В этом случае устройство работает как датчик нормальной скорости.

При с корост и, близкой к нормальной, отклонение постоянного магнита

9 такое, что не приводит к магнитному, взаимодействию магнита 9 и пластины 13 по причине большой жесткости упругого элемента 7. Поэтому сигналы с пьезоэлемента 12 не снимаются.

При достижении валом предельной скорости вращения постоянный магнит

8 под действием увеличившейся центробежной силы еще более приближается к пластине 11, магнитное взаимо,действие между пластиной 11 и магнитом 8 увеличивается, что приводит к снятию с пьезоэлемента 10 импульсов повышенной .частоты и амплитуды по сравнению с нормальной скоростью вращения, Одновременно при предельной скорости вращения магнит 9, растягивая упругий элемент 7, приближается на такое расстояние к магнитопроводящей пластине 13, что последняя начинает притягиваться к магниту 9, в результате чего на пьезоэлемент 12 оказывается растяги798750

ВНИИПИ Заказ 10046/62 Тираж 953, Подписное

Ъ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вающее действие и с него при вращении вала снимаются сигналы, предупреждающие о достижении валом предельной скорости вращения. В этом . случае устройство работает как сигнализатор предельной скорости вращения вала, Таким образом, предлагаемый датчик скорости вращения вала совмещает в себе одновременно функции датчика, наПример нормальной скорости и сигнализатора предельной скорости вращения, что способствует значительному расширению области его применения.

Устройство отличается повышенной надежностью за счет применения в фик- 15 сирующем устройстве пьезоэлементов, Кроме того, применение пьезоэлементов позволяет отказаться от отдель ного источника электропитания для формирования сигналов о величине ско- Щ рости вращения. Устройство позволяет также изменять в определенных пределах уставки как нормальной, так и предельной скоро тей ьр щения путем изменения жесткости упругих элемен- р тов, что также указывает на возможности его более широкого применения.

Формула изобретения датчик скорости вращения, содержащий корпус, на котором закреплен фиксирующий элемент, и подвижно установленный вал, на котором закреплены инерционные элементы, выполненные в виде постоянных магнитов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей датчика, в нем вал выполнен с двумя буртиками, между которыми íà равном расстоянии от оси вращения вала, но в разных его диаметральных сечениях закреплены инерционные элементы, а фиксирующий элемент выполнен из двух пьезоэлементов, каждый из которых расположен в плоскости соответствующего инерционного элемента, причем контактнь е пластины пьезоэлементов со стороны инерционных элементов выполнены магнитопроводящими, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

9 408283, кл.G 05 D 13/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 555383, кл. С 05 0 13/04, 1975 (прототип).