NL8803124A - Inrichting voor het detecteren van de beweging van een onderdeel. - Google Patents

Description

Inrichting voor het detecteren van de beweging van een onderdeel.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het detecteren van de beweging van een onderdeel, voorzien van een magnetische impulsopwekker, die is verdeeld in sectoren, die in de bewegingsrichting achtereenvolgens zijn gemagnetiseerd in de ene magnetisatierichting resp. in de andere magnetisatierichting Of niet zijn gemagnetiseerd en een sensor voor het detecteren van een magnetisch veld, waarbij de impulsopwekker of de sensor met het beweegbare onderdeel is verbonden.

Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld bekend uit de Franse octrooiaanvrage 2.574.501. Deze publicatie heeft in het bijzonder betrekking op de wijze, waarop de sensor nabij het onderdeel, waarvan de beweging moet worden gedetecteerd, is gemonteerd.

De uitvinding beoogt een inrichting van deze soort te verschaffen, waarmee op bijzonder eenvoudige wijze beweging kan worden gedetecteerd onafhankelijk van de snelheid van het bewegende onderdeel.

Hiertoe heeft de inrichting volgens de uitvinding het kenmerk, dat de sensor bestaat uit een spoel, die is gewikkeld op een kern uit zacht magnetisch materiaal met een luchtspleet insluitende polen, die aan de impulsopwekker grenzen, waarbij een een hoogfrequent signaal opwekkende generator op de spoel is aangesloten.

De uitvinding berust op het inzicht, dat de impedantie van de spoel afhankelijk is van de relatieve permeabiliteit, die op zijn beurt afhankelijk is van het door de impulsopwekker opgewekte magnetische veld, zodat de impedantie zal variëren bij een beweging van de sensor ten opzichte van de impulsopwekker. Deze impedantievariatie heeft een variatie van de hoogfrequente spanning over de spoel tot gevolg, die eenvoudig kan worden verwerkt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn twee gelijke spoelen op de kern aangebracht, welke spoelen in de tegenover elkaar liggende takken van een inductieve brug zijn geschakeld, waarbij in de beide andere tak- ken van deze brug een derde en vierde spoel zijn opgenomèn, die gelijk zijn aan de twee genoemde spoelen, waarbij de generator is aangesloten op een eerste paar hoekknooppunten van de brug en het andere paar hoekknooppunten een signaal afgeven, dat afhankelijk is van het door de impulsopwekker geleverde magnetische veld.

Hierdoor wordt op eenvoudige wijze een uitgangs-spanning van de brug verkregen, die uitsluitend afhankelijk is van het door de impulsopwekker geleverde magnetische veld en daarmee van de te detecteren beweging.

De uitvinding kan in het bij zonder worden toegepast bij roterende lagers, waarbij de impulsopwekker bestaat uit een in een afdichting van het lager geïntegreerde ring. Volgens de uitvinding is het daarbij gunstig, wanneer in de rotatierichting twee sensors op een voorafbepaalde afstand van elkaar zijn opgesteld, waarbij een verwerkingseenheid is aangebracht, die het tijdinterval meet, dat verloopt tussen het optreden van een gelijk signaal bij beide sensors. Op deze wijze wordt bereikt, dat de meting van de beweging nagenoeg onafhankelijk is van onregelmatigheden van de impuls-ring, waarbij het meten van de snelheid van het bewegende onderdeel wordt gereduceerd tot een tijdintervalmeting.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding is weergegeven.

Fig. 1 is een schematisch weergegeven perspectivisch aanzicht van een impulsring en een sensor, die bij een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding kunnen worden toegepast.

Fig. 2 is een sterk schematisch, gedeeltelijk weergegeven doorsnede van een roterend lager, waarbij de impulsring in een afdichting is opgenomen.

Fig. 3 toont een inductieve brug, waarin de sensor volgens fig. 1 is opgenomen.

In fig. 1 is een impulsring 1 weergegeven, die is verdeeld in sectoren 2 en 3, die in de omtreksrichting achtereenvolgens zijn gemagnetiseerd in de ene en de andere mag-netisatierichting, zoals schematisch met de letters N en S is aangeduid. Als alternatief kan tussen elke twee gemag netiseerde sectoren een niet gemagnetiseerde sector aanwezig zijn. Nabij de impulsring 1 is een sensor 4 opgesteld, die is voorzien van twee gelijke spoelen 5 en 6, welke zijn gewikkeld op een kern 7 uit zacht magnetisch materiaal met een luchtspleet 8 tussen de polen daarvan, die grenst aan de impulsring 1.

In fig. 3 is een inductieve brugschakeling weergegeven, in twee tegenover elkaar liggende takken waarvan de spoelen 5 en 6 zijn opgenomen. In de beide andere takken zijn spoelen 10 en 11 opgenomen, die onderling gelijk zijn en gelijk zijn aan de spoelen 5, 6. Op het ene paar hoekpunten van de brugschakeling is een generator 12 aangesloten, die een hoogfrequent signaal levert aan de brug. Het andere paar hoekpunten vormt een uitgang 13, waarop een uitgangssignaal U kan worden afgenomen, dat afhankelijk is van

S

de sterkte van het door de impulsring 1 geleverde magnetische veld. Dit wordt veroorzaakt door het feit, dat de impedantie van de spoelen 5, 6 afhankelijk is van de relatieve permeabiliteit van de kern 7, welk op zijn beurt afhankelijk is van de sterkte van het externe magnetisch veld. Dit houdt in, dat bij een rotatie van de impulsring 1 ten opzichte van de sensor 4 deze rotatie kan worden gedetecteerd tot een snelheid nul, hetgeen bij bekende inductieve systemen niet mogelijk is.

In fig. 2 is een gedeelte van een lager 14 weergegeven, waarvan een buitenloopring 15 en een binnenloopring 16 gedeeltelijk zijn afgebeeld. Op de buitenloopring 15 is een afdichting 17 bevestigd, welke afdichting de impulsring 1 draagt. Hierdoor kan de beschreven inrichting zeer eenvoudig in een lager worden geïntegreerd.

De beschreven inrichting kan bij toepassing in lagers deel uitmaken van een anti-blokkeersysteem, dat tegen lage kostprijs kan worden vervaardigd, aangezien de onderdelen van de inrichting relatief goedkoop zijn. Bovendien kan het anti-blokkeersysteem, dat is uitgerust met een inrichting volgens de uitvinding, pok bij zeer lage snelheden werken, hetgeen bij de bekende systemen niet mogelijk is.

De impulsring 1 levert bij rotatie een oscillerend signaal, dat overeenkomt met een sinusgolf. Bij de bekende inrichtingen wordt de snelheid gewoonlijk bepaald door het meten van de tijd, die verstrijkt totdat een golflengte de sensor 4 is gepasseerd. Ten gevolge van onregelmatigheden in de impulsring 1 kan de golflengte van het signaal gedurende een omwenteling echter variëren, hetgeen een snelheidsvaria-tie simuleert, welke in werkelijkheid niet optreedt.

Volgens de uitvinding kan dit probleem worden ondervangen door in rotatierichting twee sensors 4 op een voorafbepaalde afstand kleiner dan één golflengte van elkaar op te stellen. Een niet nader beschreven verwerkingseenheid meet het tijdinterval, dat verloopt tussen het optreden van het zelfde signaal bij beide sensors. Op deze wijze wordt bereikt, dat de nauwkeurigheid van de snelheidsmeting wordt bepaald door de nauwkeurigheid van een tijdmeting en de afstand tussen de beide sensors. Deze twee parameters zijn aanmerkelijk eenvoudiger met hoge nauwkeurigheid te handhaven dan het vervaardigen en handhaven van een nauwkeurige periodieke impulsring.

De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeelden, die binnen het kader der uitvinding op verschillende manieren kunnen worden gevarieerd.

Claims (3)

1. Inrichting voor het detecteren van de beweging van een onderdeel (15), voorzien van een magnetische impuls-opwekker (1), die !is verdeeld in sectoren (2, 3), die in de bewegingsrichting achtereenvolgens zijn gemagnetiseerd in de ene magnetisatierichting resp. in de andere magnetisatierichting of niet zijn gemagnetiseerd en een sensor (4) voor het detecteren van een magnetisch veld, waarbij de impulsopwekker of de sensor met het beweegbare onderdeel is verbonden, met hetkenmerk, dat de sensor (4) bestaat uit een spoel (5, 6), die is gewikkeld op een kern (7) uit zacht magnetisch materiaal met een luchtspleet (8) insluitende polen, die aan de impulsopwekker (1) grenzen, waarbij een een hoogfrequent signaal opwekkende generator (12) op de spoel is aangesloten.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat twee gelijke spoelen (5, 6) op de kern (7) zijn aangebracht, welke spoelen in de tegenover elkaar liggende takken van een inductieve brug zijn geschakeld, waarbij in de beide andere takken van deze brug een derde en vierde spoel (10, 11) zijn opgenomen, die gelijk zijn aan de twee genoemde spoelen, waarbij de generator (12) is aangesloten op een eerste paar hoekknooppunten van de brug en het andere paar hoekknooppunten een signaal (U ) afgeven, dat af- s hankelijk is van het door de impulsopwekker geleverde magnetische veld.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, in het bijzonder bestemd voor roterende lagers, waarbij de impulsopwekker (1) bestaat uit een in een afdichting (17) van het lager geïntegreerde ring, met hetkenmerk, dat in de rotatierichting twee sensors (4) op een voorafbepaalde afstand van elkaar zijn opgesteld, waarbij een verwerkings-eenheid is aangebracht, die het tijdinterval meet, dat verloopt tussen het optreden van eeh gelijk signaal bij beide sensors.