Датчик угловой скорости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскни

Соцналнстнческнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 30.04.81(21) 3283873/18-10 )Sg) М.Кл.з с присоедииеимем заявки М— (23) ПрИоритетG 01 P 3/488

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (S3} УДК 531. 77 (088. 8) Опубликовано 23 0183. Бюллетень Но 3

Дата опубликования описания 23.01.83

A. Г. Кобзарь, В. H. Сапожников, В.: М. : Сидорюк, В. К. Феррони и В. В. Феррони, (72) ABTopbl изобретения (71).з аявители (54) ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

Изобретение относится к бесконтактным датчикам импульсов для измерения угловой скорости вращающихся устройств, например крыльчатых микроанемометров, и может быть использовано там, где требуется минимальное тормозящее воздействие на объект и малые габариты датчика.

Известны импульсные датчики угло,вой скорости, статор которых для повышения глубины модуляции и устойчивости к помехам и вибрациям дополнен постоянным магнитом и специальным его размещением (1 1.

В этих датчиках взаимодействие достаточно больших. магнитных полей связи ротора ч статора создает дополнительный тормозной момент, снижающий точность измерений, что особен но существенно для прецизионных условий измерений и при малых габари тах объекта..

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик оборотов, статор которого состоHT иэ"двух магнитопроводящих раздельных сердечников соответственно с коллекторной и базовой обмотками блокинг-генератора и самого блокинггенератора. На якоре с полюсным расстоянием, равным полюсному расстояййю сердечника статора, расположена пара сердечников с обмотками, связанными между собой гальванически. При вращении якоря в моменты, когда полюса якоря находятся против полюсов статора (положение "Метка" ), возникает электромагнитная связь между коллекторной и базовой обмотками, и блокинггенератор возбуждается (2 1.

Однако в известном датчике якорь и статор связаны полным потоком коллекторной обмотки, что создает дополнительный тормозной момент, датчик имеет повышенную чувствительность к биениям зазора и вибрациям, что снижает точность работы, в особенности при его .малых габаритах. Базовая обмотка размещена на магнитопроводе, полностью открытом в положении "Вне метки". Последнее обстоятельство снижает помехоустойчивость датчика. Наличие на якоре двух дополнительных обмоток .затрудняет возможность микроминиатюрного исполнения (напрнмер, при. практически требующихся диаметрах якоря 2-3 мм).

Целью изобретения является повышение точности измерений, устойчивос991305 ти работы и воэможность микроминиатюризации датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике угловой скорости, содержащем якорь статора с ВЧ-генератором, коллекторная и базовая обмот.ки которого размещены на статоре, якорь выполнен из немагнитного цилиндра с ферритовыми пластинами-зубцами, статор выполнен в виде П-образного магнитопровода, расположенного в плоской продольной оси якоря, в основании которого размещены коллекторная обмотка, образующая вместе с параллельно подключенным конденсатором колебательный контур, и введенная вы-15 ходная обмотка, а на открытых, обращенных к якорю концах .магнитопровода размещена базовая обмотка положительной обратной связи, состоящая из двух последовательно соединенных секций. 20

На чертеже представлена схема предлагаемого датчика.

Датчик состоит из немагнитного якоря 1 с магнитопроводящими (ферритовыми) зубцами 2 (в нашем примере их два, расположенных диаметрально), магнитопроводящего статора П-образной формы 3 с базовой 4, коллекторной 5 и выходной 6 обмотками, ВЧгенератора, состоящего транзистора 7, 30 конденсатора 8, резонансного контура 5-8, защитного резистора 9 и резисторов 10 и 11 цепи смещения, а также шин питания 12;

Обмотки 5 и 6 уложены в основании магнитопровода 3 статора. Базовая обмотка 4 состоит из двух после;довательно соединенных секций, расположенных на концах магнитопровода.

Магнитопровод выполнен с относительно большим рассеиванием магнитного 40 потока от основания к его концам.

Все неподвижные элементы датчика установлены на одной микроплате и залиты изолирующим компаундом.

При подаче напряжения на шину 45 питания 12 на коллекторе транзистора

7 появляется постоянное напряжение, равное напряжению питания. В других местах схемы напряжение равно нулю.

Рабочая точка всей электросхемы уст- 50 ройства выбирается таким образом, чтобы при подаче питания на шины 12 .и положения метки (зубцов) 2 вне концов П-образного статора генерация отсутствовала (транзистор 7 был бЯ Я закрыт), а при положении метки в зоне концов П-образного статора генерация была бы надежной. В случае вращения якоря при каждом совпадении зубца 2 якоря 1 с полюсами магнитопро- 60 вода 3 (с = О, Т, 2 7r и т.д,) замыкается положительная обратная связь коллектор — база транзистора 7 через обмотку 5 и на обмотке 6 возникают прямоугольные импульсы, которые преобразуются в сигнал, пропорциональный угловой скорости .

Размещение базовой обмотки в виде двух секций на концах сердечника и малое влияние потока обратной связи

Фо на суммарный поток Ф повышает точность вследствие снижения тормозного момента, обусловленного уменьшением потока связи якорь — статор, равного фо, повышает устойчивость переключения, крутизну импульсов, снижает влияние вибраций вследствие обеспечения более глубокой модуляции коэффициента обратной связи в положениях якоря "Метка" и "Вне метки", повышает помехоустойчивость, так как секции обратной связи относительно потоков помех в положении якоря

"Вне метки" включены встречно, повышает стабильность генерируемой высокой частоты вследствие малого изменения ф и, следовательно, индуктивности контура.

Отсутствие обмоток на якоре дополнительно снижает поток связи коллектор — статор, что повышает точность.

Отсутствие этих обмоток одновременно упрощает устройство. Все неподвижные элементы размещены на единой микроплате, расположенной в непосредственной близости от статора, и залиты компаундом, зто увеличивает жесткость конструкции, стабильность характеристик и помехозащищенность.

Формула изобретения

Датчик угловой скорости, содержащий якорь, статор с ВЧ-генератором, коллекторная и базовая обмотки которого размещены на статоре, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, якорь выполнен иэ немагнитного цилиндра с ферритовыми пластинами-зубцами, статор выполнен в виде П-образного магнитопровода, расположенного в плоскости продольной оси якоря в основании которого размещены коллекторная обмотка и введенная выходная обмотка, а на открытых, обращенных к якорю концах магнитопровода размещена выполненная из двух последовательно соединенных секций базовая обмотка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 712760, кл. С 01 Р 3/488, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 664100, кл. G 01 Р 3/488, 1976 (прототип).

991305

Заказ 122/б1 Тираж 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Й. Мочарская

Редактор И. Николайчук Техред С.Мигунова. Корректор Л. Бокшан