CS218180B1 - Číslicový kompenzačný snímač uhlovej rychlosti s elektroindukčným prevodom a magnetoelektrickou spatnou vazbou - Google Patents

Description

2

Vynález sa týká číslicového kompenzačnéhosnímača uhlovej. rychlosti s elektroindukč-ným prevodom a magnetickou spatnou vaz-bou, u ktorého sa výstupný číslicový signálzískává elektroindukčným prevodom uhlovejrýchlosti nai moment, ktorý je kompenzovanýmomentom magnetoelektrického systému za-pojeného spolu s čítačom a číslicovo-analógo-vým prevodníkom do spátnej vazby kompen-začného obvodu, pričom stav čítača udáváčíslo úměrné uhlovej rýchlosti. Vhodným na-stavením prvkov obvodu sa dosiahne toho,aby toto číslo udávalo uhlovú rýchlosť pria-mo v požadovaných jednotkách, napr. v poč-te otáčok za minútu, v radiánoch za sekundua pod. V súčasinosti sa na číslicové meránie uhlo-vej rýchlosti používajú prevažne snímače,ktoré merajú počet impulzov z impulzovéhokotúča počas měrného intervalu. Takto sačíslicová informácia získává až na konci měr-ného intervalu (doby vzorkovania) a udávápriemernú hodnotu uhlovej rýchlosti za dobuměrného intervalu. Nedostatky takýchto sní-mačov vyniknú najma v případe malých uh-lových rýchlosti, kedy sa pre dosiahnutie vyš-šej přesnosti musí volit dlhší měrný inter-val.

Uvedené nedostatky sú odstránené číslico-vým kompenzačným snímačom podl’a vyná-lezu, ktorého podstata jev tom, že pozostávaz púzdra, v ktorom je v 1’avom ložisku ulo-žený výstupný hriadel’, na ktorom je upev-něná elektricky vodivá vířivá kotva. Na puz-dre je upevněná budiaca oievka a v puzdrev pravom ložisku uložený hriadel’, na ktoromje uložený permanentný magnet. Tento hria-del’ je spojený s krídelkom, ktoré s hornoua dolnou elektrodou tvoria diferenciálny kon-denzátor. Na hornú elektrodu je připojenýprvý vstup horného oscilátor a a druhý jehovstup je připojený *na, křidélko a na prvývstup druhého oscilátora, ktorého druhý vstupje připojený na dolnú elektrodu. Jeho druhývýstup je připojený na třetí vstup frekvenč-ného diskriminátora a jeho prvý výstup jepřipojený na druhý vstup frekvenčného dis-kriminátora a na druhý výstup horného osci-látora, ktorého prvý výstup je připojený naprvý vstup frekvenčného diskriminátora spo-jeného cez reverzný čítač jednak s displeyoma jednak z číslicovo-analógovým prevodní-kom. Jeho prvý výstup je spojený s prvouanalogovou svorkou a so zosilňovačom a dru-hý jeho výstup je spojený s druhou analogo-vou svorkou a so zosilňovačom, ktorého obi-dva výstupy sú spojené s budiacou cievkou.

Podstata snímača podlá vynálezu, ktoréhomoment elektroindukčného prevodníka je ú-merný meranej uhlovej rýchlosti je trvalekompenzovaný momentom magnetoeíektric-kého systému, pričom zaradéním čítača a čís-licovo-analogového prevodníka do obvoduspátnej vazby sa získává číslicový výstupnýsignál, odpovedajúci vstupnej uhlovej rých-losti.

Použitím dvojitého převodu signálu a au-tomatickej momentovej kompenzácie získává snímač výhodné statické a dynamické vlast-nosti obvodov so spatnou vazbou. Použitie to-ho istého permanentného magnetu v obochprevodníkoch signálu umožňuj ú účinnú kom-penzáciu zmien jeho parametrov, najmavplyvom teploty. Elektronické obvody zvy-šujú citlivost snímača, a tým aj presnejšiemeranie pri malej uhlovej rýchlosti.

Snímač má aj analogový výstup s podstat-né nižšou úrovňou rušivého· napátia v porov-naní s tachodynamom, nakolko sa. výstupnýsignál získává na výstupe číslicovo-analógo-vého prevodníka.

Na pripojenom obrázku je příkladné zná-zorněný exonometrický rez elektromechanic-kej časti a bloková schéma elektronického ob-vodu snímača pódia vynálezu.

Na výstupný hriadel’ 1, otočné uložený v 1’a-vom ložisku 3, je upevněná elektricky vodivávířivá kotva 2, ktorá sa otáča v axiálnom mag-netickom poli permanentného magnetu 6 sostriedavým polováním. Permanentný magnet6 je připevněný k výstupnému hriadefu 5,otočné uloženom v pravom ložisku 7. Na vnú-tornú stenu púzdra 4 z magneticky mákkéhomateriálu je upevněná budiaca cievka 8. Svýstupným hriadefom 5 je pevne spojené kři-délko 9, ktoré spolu s hornou elektrodou 10a dolnóu elektrodou 11 tvoří diferenciálnykondenzátor, zapojený do rezonančných ob-vodov horného oscilátora 12 a dolného osci-látora 13. Výstupy oscilátorov 12, 13 sú při-vedené do frekvenčného diskriminátora 14,ktorý budí reverzný čítač 15. Stav čítača 15je indukovaný na display i 17 a súčasne jevýstup čítača 15 přivedený na vstup číslico-vo-analógového prevodníka 16. Výstup čísli-covo-analógového prevodníka 16 je přivedenýna analogové svorky 18 a 19 analogového vý-stupu a súčasne na vstup zosilňovača 20, ktorýbudí budiacu cievku 8. Činnosť snímača spočívá v převode uhlovejrýchlosti na moment prostredníctvom póso-benia vírivej kotvy 2 na permanentný mag-net 6. Tento moment je kompenzovaný mo-mentom vyvolaným budiacou cievkou 8 na,permanentný magnet 6. Elektronický spátno-vázbový obvod budí budiacu cievku 8 tak,aby permanentný magnet 6 zachoval svojunulovú polohu.

Uvedeíná činnosť snímača sa zabezpečujenasledovným spósobom: Pri otáčaní vírivejkotvy 6 v magnetickom poli indukujú sa v nejvířivé prúdy budiace magnetické pole, ktoréspolupósobením s magnetickým polom per-manentného magnetu 6 vyvoďzuje v ňomtočivý moment a, nakolko jě uložený otočné,spósobuje aj jeho otočenie z nulovej polohy.Tým sa však diferenciálně zmenia kapacitya medzi krídelkom 9 a dolnou elektrodou 11.Pretože tieto kapacity sú zapojené do rezo-nančných obvodov horného a dolného osci-látora 12, 13, zmenia sa ich frekvencie v na-vzájom opačnom zmysle. Rozdiel ich frek-venci! sa vyhodnotí vo frekvenčnom diskrimi-nátore 14. Rozdielová frekvencia sa privádzana vstup reverzného čítača 15. Číslicový vý-

Claims (2)

1. 3 - stupný signál reverzného čítača 15 sa v čísli-covo-analógovom převodníku 16 prevedie naanalogový signál (elektrický prúd alebo na-pátie), ktorý budí zosilňovač 20 vo výstupnomobvode, ktorého je budiacia oievka 8. Tátovyvodzuje na permanentný magnet 6 momentopačného zmyslu ako vířivá kotva 2. Pri ustálených otáčkách je výsledný mo-ment pósobiaci na permanentný magnet 6nulový. Údaj reverzného čítača 15 je- potomúměrný vstupnej uhlovej rýchlosti (otáčkám).Okrem tohoto číslicového výstupu je ešte možno využívat i analogový výstup snímačapre účely analogového riadenia alebo mera-nia otáčok. Snímanie uhlového vychýlenia permanent-ného magnetu 6 z nulovej polohy sa móžerobiť i inými princípmi snímania odchýlieknapr. fotoelektrickým, indukčným, transfor-mátorovým a podobné. Snímač sa móže uspó-sobiť i na valcovú konštrukciu permanentné-ho magnetu, vířivou kotvou i budiacou ciev-kou hrnčekového tvaru. PREDMET VYNÁLEZU
2. 1. Číslicový kompenzačný snímač uhlovejrýchlosti s elektroindukčným prevodoma magnetoelektrickou spatnou vazbou skla-dajúci sa z mechanickej a elektronickejčasti je vyznačený tým, že pozostáva z puz-dra (4), v ktorom je v 1’avom ložisku (3)uložený výstupný hriadel (1), na ktoromjé upevněná elektricky vodivá vířivá kot-va (2) a na puzdre (4) je upevněná budia-ca cievka (8), pričom v puzdre (4) je v pra-vom ložisku (7) uložený hriadel’ (5), na kto-rom je uložený permanentný magnet (6)a hriadel (5) je spojený s krídelkom (9),ktoré s hornou elektrodou (10) a dolnouelektrodou (11) tvoria diferenciálny kon-denzátor, pričom na hornú elektrodu (10)je připojený prvý výstup horného osci-látora (12) a druhý jeho vstup je připojený na křidélko (9) a na prvý vstup druhého-oscilátora. (13), ktorého druhý vstup je při-pojený na dolnú elektrodu-(11) a jeho dru-hý výstup je připojený na třetí vstupfrekvenčného diskriminátora (14) a jeho-prvý výstup je připojený na druhý vstupfrekvenčného diskriminátora (14) a na dru-hý výstup horného oscilátora (12), ktoréhoprvý výstup je připojený na prvý vstupfrekvenčného diskriminátora (14) spojené-ho cez reverzný čítač (15) jednak s displey-om (17) a jednak s číslicovo-analógovýmprevodníkom (16), ktorého prvý výstup jespojený s prvou analogovou svorkou (19)a so zosilňovačom (20) a druhý jeho výstupje spojený s druhou analogovou svorkou(18) a so- zosilňovačom (20), ktorého obidvavýstupy sú spojené s budiacou cievkou (8). 1 výkres I