CN108344878A - 一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器 - Google Patents

一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN108344878A
CN108344878A CN201810147055.3A CN201810147055A CN108344878A CN 108344878 A CN108344878 A CN 108344878A CN 201810147055 A CN201810147055 A CN 201810147055A CN 108344878 A CN108344878 A CN 108344878A
Authority
CN
China
Prior art keywords
skeleton
cable
vertical portion
coil
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810147055.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108344878B (zh
Inventor
李伟
张庆玲
刘丽
王彩红
冯图
徐中节
李辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Aerospace Propulsion Institute
Original Assignee
Xian Aerospace Propulsion Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Aerospace Propulsion Institute filed Critical Xian Aerospace Propulsion Institute
Priority to CN201810147055.3A priority Critical patent/CN108344878B/zh
Publication of CN108344878A publication Critical patent/CN108344878A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108344878B publication Critical patent/CN108344878B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

本发明涉及一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器，以解决现有液氧煤油发动机的转速测量时，需满足高转速条件下的大信号输出，耐振动、耐冲击以及复杂电磁环境条件下的准确测量的要求。该传感器包括线圈组件、屏蔽组件、压环、壳体、电缆、电连接器和硅橡胶；线圈组件包括磁钢、第一骨架、第二骨架、挡片、绝缘包覆材料和线圈；第一骨架为包括第一竖向部和变截面结构的第一横向部，第二骨架包括变截面结构的第二横向部、第二竖向部和第三竖向部，第一骨架和第二骨架通过绝缘包覆材料包裹，线圈缠绕在绝缘包覆材料外侧；线圈通过安装导线9转接，安装导线9与电缆连接，电缆穿过屏蔽组件连接至电连接器，硅橡胶通过压环固定在壳体内。

Description

一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器
技术领域
本发明涉及转速传感器领域，具体涉及一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器，可用于液氧煤油发动机超低温、大振动及复杂电磁环境下的转速测量，亦可应用于一般环境下的转速测量。
背景技术
传感器技术贯穿于液体火箭发动机研制的全过程，高精度、高稳定、高可靠性传感器是液体火箭发动机研制的重要保证条件。随着新一代液氧煤油发动机及重型发动机的研制，大推力及清洁推进剂的应用不仅使传感器的测量范围增大，工作环境条件更加恶劣，同时传感器需承受超低温、强振动、大冲击等恶劣条件；此外，为减小有效载荷，对发动机配套传感器提出了体积小、重量轻、低功耗的要求；因此液氧煤油发动机的转速测量需解决以下问题：①高转速条件下的大信号输出问题；②耐振动、耐冲击问题，振动量级大于100Grms；③复杂电磁环境条件下的准确测量问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有液氧煤油发动机的转速测量时，需满足高转速条件下的大信号输出，耐振动、耐冲击以及复杂电磁环境条件下的准确测量的要求，提供一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器。
本发明解决上述问题的技术方案是，
一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器，包括线圈组件、屏蔽组件、压环、壳体、电缆、电连接器和硅橡胶；所述线圈组件设置在壳体内，包括磁钢、第一骨架、第二骨架、挡片、绝缘包覆材料和线圈；所述第一骨架为T型结构，包括第一竖向部和第一横向部，所述挡片设置在第一横向部的一侧，所述第一横向部为变截面结构，截面面积由第一竖向部至挡片方向逐渐缩小，所述第二骨架为工字形结构，包括第二横向部、第二竖向部和第三竖向部，所述第二横向部为变截面结构，截面面积由第二竖向部至第三竖向部方向逐渐缩小，所述第一竖向部和第二竖向部分别设置在磁钢的两侧，所述线圈缠绕在第一骨架和第二骨架上，所述绝缘包覆材料包裹在线圈外侧；所述线圈通过安装导线转接，安装导线穿过硅橡胶与电缆连接，所述电缆穿过屏蔽组件连接至电连接器，所述压环设置在第二骨架的一侧，硅橡胶通过压环固定在壳体内；所述屏蔽组件包括电缆固定座、屏蔽层和电缆保护帽，所述电缆固定座与壳体固定连接，所述屏蔽层与电缆固定座固定连接，所述屏蔽层与电缆固定座连接处设置在电缆保护帽内，所述壳体和电缆固定座均采用金属制作。
进一步地，所述第一骨架、第二骨架均采用高磁导率软磁合金。
进一步地，所述屏蔽组件与壳体、电连接器通过激光焊接等方式连接为整体。
进一步地，所述电缆固定座的一端设有凸台，所述屏蔽层与电缆固定座通过凸台固定连接。
进一步地，所述电缆固定座上设置有连接孔，用于传感器在其他设备上安装时的加固。
本发明的有益效果为：
1.本发明传感器性能优良、可靠性高，解决了在超低温、强振动、复杂电磁环境条件下的转速测量问题；本发明磁电式转速传感器独特的内磁式线圈骨架设计，保证了传感器的大信号输出(额定转速下输出信号大于1Vp-p)，提高了信噪比；采用了360°全金属屏蔽设计，抗干扰能力强。
2.本发明第一骨架、第二骨架采用高磁导率软磁合金，并设计为变截面，用以降低磁路磁阻，提高磁力线收集能力，从而增强了传感器的磁灵敏度从而保证传感器具备较高的输出信号幅值，提高信噪比。
3.本发明传感器分体式设计与特有的加固技术，使传感器抗振动、冲击能力增强，耐振量级大于100Grms，不仅满足了新一代液氧煤油发动机的研制需求，且可推广至航空、航海、汽车等领域，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为发明实施例磁电式转速传感器的结构图；
图2为发明实施例磁电式转速传感器的线圈组件结构图；图3为发明实施例磁电式转速传感器的屏蔽组件结构图。
附图标记：1-线圈组件；2-屏蔽组件，3-压环，4-壳体，5-电缆，6-电连接器，7-硅橡胶，8-测速齿轮，9-安装导线，11-磁钢，12-第一骨架，13-第二骨架，14-绝缘包覆材料，15-线圈，16-挡片，21-电缆固定座，22-屏蔽层，23-电缆保护帽，211-凸台，212-连接孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述：
如图1至图3所示的大信号小体积超低温磁电式转速传感器，包括线圈组件1、屏蔽组件2、压环3、壳体4、电缆5、电连接器6和硅橡胶7；线圈组件1设置在壳体4内，包括磁钢11、第一骨架12、第二骨架13、挡片16、绝缘包覆材料14和线圈15；第一骨架12为T型结构，包括第一竖向部和第一横向部，挡片16设置在第一横向部的一侧，第一横向部为变截面结构，截面面积由第一竖向部至挡片16方向逐渐缩小，第二骨架13为工字形结构，包括第二横向部、第二竖向部和第三竖向部，第二横向部为变截面结构，截面面积由第二竖向部至第三竖向部方向逐渐缩小，第一竖向部和第二竖向部分别设置在磁钢11的两侧，线圈15缠绕在第一骨架12和第二骨架13上，绝缘包覆材料14包裹在线圈15外侧；
线圈15通过安装导线9转接，安装导线9穿过硅橡胶7与电缆5连接，电缆5穿过屏蔽组件2连接至电连接器6，压环3设置在第二骨架13的一侧，硅橡胶7通过压环3固定在壳体4内。
屏蔽组件2包括电缆固定座21、屏蔽层22和电缆保护帽23，电缆固定座21与壳体4固定连接，电缆固定座21的一端设有凸台211，屏蔽层22与电缆固定座21通过凸台211固定连接，屏蔽层22与电缆固定座21连接处设置在电缆保护帽23内，壳体4和电缆固定座21采用金属制作。屏蔽组件2与壳体4、电连接器6等通过激光焊接等方式连接为一个整体，将线圈组件1、电缆5等完全包裹，实现了360°全金属屏蔽，增强了抗干扰能力；电缆固定座21上设置有连接孔212，用于传感器在其他设备上安装时的加固。
线圈组件1是传感器的核心，用于感受测速齿轮8的转动频率，并转换为近似正弦电压信号；线圈组件1引线焊点、电缆5焊点等局部均采用硅橡胶7点胶加固、整体采用硅橡胶7灌封，使传感器具备较强的抗干扰、耐振动与冲击能力。测速齿轮8与传感器之间的间隙会产生周期性的变化，测速齿轮8转动导致磁导率发生变化，线圈组件1内部产生感应电动势，并与转速成正比，从而实现对转速参数的测量，线圈组件1漆包线通过安装导线9转接，随后通过电缆5连接至电连接器6，实现电信号的输出。
第一骨架12、第二骨架13采用高磁导率软磁合金，并设计为变截面，用以降低磁路磁阻，提高磁力线收集能力，从而增强了传感器的磁灵敏度从而保证传感器具备较高的输出信号幅值，提高信噪比；磁钢11采用高剩磁硬磁合金，用以提供较高的激励磁场；为保证低温下的绝缘性能，骨架装配完成后采用漆包圆铜线双线并绕，整体利用耐低温绝缘包覆材料14包裹，最终构成线圈组件1，线圈组件1和电连接器6通过电缆5连接，采用分体式结构，避免电连接器6自身抗振能力不足引起电连接失效故障。
转速测量的基本原理为：转速传感器采用磁电式工作原理，为内磁式传感器、双线并绕冗余设计，可同时输出两组独立的转速信号。传感器安装在涡轮泵壳体4上，随着泵轴的旋转，传感器线圈15内的磁通量发生变化，从而感应出一个频率与转速成正比的近似正弦信号，然后通过幅频变换的方法对输出波形进行计数，实现转速的测量。

Claims (5)

1.一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器，其特征在于：包括线圈组件(1)、屏蔽组件(2)、压环(3)、壳体(4)、电缆(5)、电连接器(6)和硅橡胶(7)；
所述线圈组件(1)设置在壳体(4)内，包括磁钢(11)、第一骨架(12)、第二骨架(13)、挡片(16)、绝缘包覆材料(14)和线圈(15)；所述第一骨架(12)为T型结构，包括第一竖向部和第一横向部，所述挡片(16)设置在第一横向部的一侧，所述第一横向部为变截面结构，截面面积由第一竖向部至挡片(16)方向逐渐缩小，所述第二骨架(13)为工字形结构，包括第二横向部、第二竖向部和第三竖向部，所述第二横向部为变截面结构，截面面积由第二竖向部至第三竖向部方向逐渐缩小，所述第一竖向部和第二竖向部分别设置在磁钢(11)的两侧，所述线圈(15)缠绕在第一骨架(12)和第二骨架(13)上，所述绝缘包覆材料(14)包裹在线圈(15)外侧；
所述线圈(15)通过安装导线(9)转接，安装导线(9)穿过硅橡胶(7)与电缆(5)连接，所述电缆(5)穿过屏蔽组件(2)连接至电连接器(6)，所述压环(3)设置在第二骨架(13)的一侧，硅橡胶(7)通过压环(3)固定在壳体(4)内；
所述屏蔽组件(2)包括电缆固定座(21)、屏蔽层(22)和电缆保护帽(23)，所述电缆固定座(21)与壳体(4)固定连接，所述屏蔽层(22)与电缆固定座(21)固定连接，所述屏蔽层(22)与电缆固定座(21)连接处设置在电缆保护帽(23)内，所述壳体(4)和电缆固定座(21)均采用金属制作。
2.根据权利要求1所述的大信号小体积超低温磁电式转速传感器，其特征在于：所述第一骨架(12)、第二骨架(13)均采用高磁导率软磁合金。
3.根据权利要求2所述的大信号小体积超低温磁电式转速传感器，其特征在于：所述屏蔽组件(2)与壳体(4)、电连接器(6)通过激光焊接方式连接为整体。
4.根据权利要求1或2或3所述的大信号小体积超低温磁电式转速传感器，其特征在于：所述电缆固定座(21)的一端设有凸台(211)，所述屏蔽层(22)与电缆固定座(21)通过凸台(211)固定连接。
5.根据权利要求4所述的大信号小体积超低温磁电式转速传感器，其特征在于：所述电缆固定座(21)上设置有连接孔(212)。
CN201810147055.3A 2018-02-12 2018-02-12 一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器 Active CN108344878B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810147055.3A CN108344878B (zh) 2018-02-12 2018-02-12 一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810147055.3A CN108344878B (zh) 2018-02-12 2018-02-12 一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108344878A true CN108344878A (zh) 2018-07-31
CN108344878B CN108344878B (zh) 2020-06-09

Family

ID=62959407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810147055.3A Active CN108344878B (zh) 2018-02-12 2018-02-12 一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108344878B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110988379A (zh) * 2019-11-29 2020-04-10 苏州长风航空电子有限公司 一种转速传感器
CN112444643A (zh) * 2020-11-12 2021-03-05 中国航空工业集团公司上海航空测控技术研究所 一种新型旋翼转速磁传感器
CN115684633A (zh) * 2022-12-30 2023-02-03 四川新川航空仪器有限责任公司 一种磁转速传感器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3344959A1 (de) * 1983-12-13 1985-08-29 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Impulsdrehzahlgeber
GB8703147D0 (en) * 1986-02-25 1987-03-18 Teves Gmbh Alfred Measurement of angular velocity of rotating body
CN1715836A (zh) * 2004-07-01 2006-01-04 株式会社电装 旋转检测装置
CN200986559Y (zh) * 2006-07-25 2007-12-05 刘柏榆 汽车磁电式轮速传感器的屏蔽结构
CN101273194A (zh) * 2005-09-26 2008-09-24 卡明斯公司 可变磁阻位置传感器
CN202182903U (zh) * 2011-08-13 2012-04-04 江阴林格科技有限公司 新型转速传感器
CN202631564U (zh) * 2012-04-18 2012-12-26 浙江汉博汽配制造有限公司 一种磁电式轮速传感器
CN103675323A (zh) * 2013-12-02 2014-03-26 施董腾 一种磁电式速度传感器及其测试装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3344959A1 (de) * 1983-12-13 1985-08-29 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Impulsdrehzahlgeber
GB8703147D0 (en) * 1986-02-25 1987-03-18 Teves Gmbh Alfred Measurement of angular velocity of rotating body
CN1715836A (zh) * 2004-07-01 2006-01-04 株式会社电装 旋转检测装置
CN101273194A (zh) * 2005-09-26 2008-09-24 卡明斯公司 可变磁阻位置传感器
CN200986559Y (zh) * 2006-07-25 2007-12-05 刘柏榆 汽车磁电式轮速传感器的屏蔽结构
CN202182903U (zh) * 2011-08-13 2012-04-04 江阴林格科技有限公司 新型转速传感器
CN202631564U (zh) * 2012-04-18 2012-12-26 浙江汉博汽配制造有限公司 一种磁电式轮速传感器
CN103675323A (zh) * 2013-12-02 2014-03-26 施董腾 一种磁电式速度传感器及其测试装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110988379A (zh) * 2019-11-29 2020-04-10 苏州长风航空电子有限公司 一种转速传感器
CN112444643A (zh) * 2020-11-12 2021-03-05 中国航空工业集团公司上海航空测控技术研究所 一种新型旋翼转速磁传感器
CN115684633A (zh) * 2022-12-30 2023-02-03 四川新川航空仪器有限责任公司 一种磁转速传感器
CN115684633B (zh) * 2022-12-30 2023-03-10 四川新川航空仪器有限责任公司 一种磁转速传感器

Also Published As

Publication number Publication date
CN108344878B (zh) 2020-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108344878A (zh) 一种大信号小体积超低温磁电式转速传感器
WO2009034305A2 (en) Rotor blade sensor
CN201145706Y (zh) 霍尔电流传感器
CN201689125U (zh) 零磁通电流传感器
US11513044B2 (en) Split-type device for measuring rock mass deformation under high hydraulic pressure and construction method and use thereof
CN104977423B (zh) 一种磁电式转速传感器
CN109946379B (zh) 一种单向应力的电磁超声检测方法
US20180045847A1 (en) Resistivity measurement while drilling device and method
CN106768503A (zh) 一种磁弹索力传感器及钢缆索索力测量系统
CN112034230B (zh) 具有螺旋形屏蔽外壳的电流传感器
CN103439034B (zh) 一种多功能测力传感器
CN212341238U (zh) 发动机用高可靠环境适应性磁电转速传感器
CN111796114A (zh) 发动机用高可靠环境适应性磁电转速传感器及制备方法
CN207798899U (zh) 一种电流传感器及监测系统
CN202710119U (zh) 磁屏蔽式涡轮流量转换器
CN104567951A (zh) 双余度电感式接近传感器
CN210487070U (zh) 一种适用于强电磁环境的声传感器
CA2667862A1 (en) High temperature speed sensor
CN210513919U (zh) 一种高水压分体式岩体变形测量装置
CN106199041A (zh) 非芯片型电感式转数测量探头
CN108414798A (zh) 一种电流传感器、监测系统及监测方法
CN111198056B (zh) Gmm和tmr复合全封闭非接触式旋转件扭矩测试装置
CN207301098U (zh) 高可靠性磁电式曲轴转速传感器
CN217275995U (zh) 屏蔽式涡流传感器
CN212410628U (zh) 一种超低温磁电式转速传感器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant