Pierwszenstwo: 53328 KI. 74 b, 8/07 MKP Opublikowano: 10.VI.1967 b04f2ltt UKD Twórca wynalazku: inz. Siegfried Kubenz Wlasciciel patentu: Institut fiir Regelungstechnik, Berlin (Niemiecka Republika Demokratyczna) Urzadzenie do zdalnego wskazywania predkosci obrotowej lub kata obrotu Wynalazek dotyczy urzadzenia do zdalnego wska¬ zywania predkosci obrotowej lub kata obrotu, prze¬ prowadzanego metoda inipulsowo-czestotliwoscio- wa.Wiadomo, ze w telemetrii predkosci przetwarza sie za pomoca obracajacej sie tarczy zebatej, w im¬ pulsy elektryczne. Przy tym tarcza przerywa swo¬ im uzebionym brzegiem powietrzna szczeline pola mostka magnetycznego. Wiadomo takze, ze obra¬ cajacy sie wieniec biegunowy dziala na trójkolum¬ nowe jarzmo, majace jako kolumne srodkowa mag¬ nes trwaly. Przy tym mierzy sie i doprowadza do wskaznika sile elektromotoryczna indukowana w cewkach kolumn zewnetrznych, proporcjonalna do predkosci obrotowej.Wszystkie te urzadzenia wykazuja jednak zasad¬ nicze wady, w postaci bledów pomiarowych lub tez nadmiernej zlozonosci konstrukcji. I tak na przyklad przy zastosowaniu dwu -magnesów wyste¬ puja bledy pomiarowe nawet wtedy, gdy pomiar nie uwzglednia kierunku obrotu. Pochodza one stad, ze niedokladnosci podzialu tarczy oddzialy- wuja na sygnaly wyjsciowe na skutek umiesz¬ czenia obu magnesów pod katem 90° wzgledem sie¬ bie.W urzadzeniach tych konieczna jest tez dodat¬ kowo mozliwosc przestawienia obu magnesów wzgledem siebie, jezeli rosnie zdolnosc rozdziel¬ cza, to znaczy czestotliwosc impulsów. Takie do¬ datkowe wyposazenie wymaga znacznego nakladu 2 srodków przy pomiarach predkosci obrotowej bez uwzglednienia kierunku obrotu. Ponadto w urza¬ dzeniach takich mozna stosowac tylko takie tarcze zebate, których podzial zebów jest tak wykona- 5 ny, ze liczac po obwodzie tarczy wystepuja zeby i naciecia na przemian co 90°.Jezeli w celu pomiaru predkosci obrotowej sto¬ suje sie tylko jeden magnes, to wprawdzie podzial tarczy zebatej jest dowolny, lecz nie mozna wów- io czas przekroczyc wartosci zdolnosci rozdzielczej, okreslonej wlasnosciami zastosowanego magnesu.Ponadto w urzadzeniach takich zakres mierzonych predkosci obrotowych jest bardzo ograniczony. Nie mozna na przyklad w urzadzeniach tego rodzaju 15 stwierdzic stanu spoczynku tarczy, to znaczy nie¬ mozliwe jest sprawdzenie polozenia tarczy.Celem wynalazku jest nie tylko otrzymanie do¬ kladnego impulsowego odczytu telemetrycznego wielkosci mierzonych, lecz takze równoczesne 20 wskazanie kierunku wirowania.Podstawowym zadaniem wynalazku jest uzyska¬ nie przy uzyciu malo rozbudowanej aparatury oraz malych jej gabarytów, dokladnego pomiaru* a w razie potrzeby takze odczytu kierunku obrotu. 25 Przy tym uzywa sie jeden lub dwa czujniki po¬ miarowe oraz ""Jtaircze, wyposazona na obwodzie w naciecia, obracajaca sie z predkoscia proporcjo¬ nalna do wielkosci mierzonej.Cel ten wedlug wynalazku uzyskano przez uzycie r ao tarczy zlozonej z dwu kolpakowych polówek, wy- 533283 posazonych w wyciecia i zeby, zlaczonych czolami swych obwodów. Przy tym, zaleznie od postawio¬ nego zadania, obie polówki tarczy laczy sie badz to z przesunieciem o ipól podzialki zeba, badz tez zgodnie z zebami.Oprócz tego w razie zastosowania w urzadzeniu dwu czujników pomiarowych oba czujniki sa prze¬ stawione wzgledem siebie o jedna ósma podzialki lub o wielokrotnosc podzialki. Techniczno-ekono¬ miczne efekty wynalazku polegaja glównie na tym, ze przy uzyciu malej ilosci niewielkich podzespolów uzyskuje sie dokladaly pomiar, a w razie potrzeby takze odczyt kierunku obrotu.Ponizej objasniono urzadzenie wedlug wynalazku w dwu przykladach wykonania na podstawie ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia tarcze impul¬ sowa i czujnik 'pomiarowy w widoku z góry, fig. 2 — te tarcze impulsowa i czujnik pomiarowy w wi¬ doku perspektywicznym z boku, fig. 3 przedstawia inna postac wykonania tarczy impulsowej i czuj¬ ników w widoku z góry, fig. 4 — te tarcze i czuj¬ nik pomiarowy w widoku perspektywicznym z bo¬ ku.Na fig. 1 i 2 czujnik 1 ma jako glówne Czesci skladowe kolumne srodkowa 2 oraz dwie kolumny zewnetrzne 3 i 4. Na kolumnie srodkowej 2 znaj¬ duje sie uzwojenie pierwotne 5, a na kolumnach • zewnetrznych 3 i 4 po jednym z uzwojen wtór¬ nych 6. Wzdluz czolowych powierzchni kolumny srodkowej 2 i kolumn bocznych 3 i 4 porusza sie obwód 7 tarczy, posiadajacej os obrotu 8. Sklada sie ona z dwu kolpakowych polówek 9 i 10 zlaczo¬ nych ze soba stronami czolowymi 11.Obie kolpakowe polówki tarczy 9 i 10 posiadaja ponadto na swych brzegach 12 rozmieszczone rów¬ nomiernie wyciecia 13. Znajdujace sie miedzy wy¬ cieciami wystepy 14 powoduja powstawanie impul¬ sów elektrycznych w czaisie wirowania tarczy, któ¬ rych ilosc proporcjonalna jest do predkosci obro¬ towej. Obie kolpakowe polówki tarczy 9 i 10 sa tak zlaczone, ze sa przesuniete wzgledem siebie o pól podzialki wystepu.Odpowiednio do ukladu uzwojen, przedstawio¬ nego na fig. 1 i 2, uzwojenie 5 jest wzbudzane pra¬ dem zmiennym, to znaczy stosowany jest sposób transmisji w systemie nosnym.Przy metodzie pradinioowej przedstawionej na fig. 3 i 4, uzwojenie 5 jest wzbudzane pradem sta¬ lym. Przy pracy w systemie nosnym uzwojenia wtórne 6 polaczone sa róznicowo, zas w metodzie pradnicowej szeregowo.Potencjometry 15 i 16 wlaczone w obwód wtórny, sluza przy systemie nosnym do regulacji elektrycz¬ nej. Przy tym potencjometr 15 reguluje równoczes¬ nie faze i symetrie napiecia, a potencjometr 16 przeznaczony jest wylacznie do symetryzacji uzwo-. jen wtórnych.Jezefli "przy sposobie transmisji w systemie nos¬ nym uzwojenie pierwotne czujnika pomiarowego 1 jest pobudzane napieciem zmiennym, to w trój- kolumnowym rdzeniu powstaja dwa strumienie 4 magnetyczne 17 i 18, które sprzegaja sie na prze¬ mian silniej i slabiej na skutek tego, ze wzdluz powierzchni czolowych obu kolumn bocznych 3 i 4 i kolumny srodkowej 2 przebiegaja obie kolpako- 5 we polówki tarczy 9 i 10.Róznica sprzezen wynika z powodu istnienia wyciec 13 w kolpakowych polówkach tarczy 9 i 10, poniewaz polówki te sa przesuniete wzgledem sie¬ bie o pól podzlialki wyciec 13 i dlatego tworza dwie io sciezki Na skutek istnienia dwu sciezek uzyskuje sie podwójna czestotliwosc impulsów liczacych, co jest szczególnie korzystne przy malych predkos¬ ciach obrotowych. Przy zastosowaniu systemu nos¬ nego mozliwe jeist wiec stwierdzenie predkoisci ob- 15 rotowej nawet w przypadku bezruchu kolpakowych polówek tarczy 9 i 10. Dwusciezkowy system czyni takze zbedna jakakolwiek kompensacje magne¬ tyczna.Jezeli pierwotne uzwojenie 5 czujnika pomiaro- 20 wego, zgodnie z zasada metody pradnicowej, przed¬ stawionej na fig. 3 i 4 jest wzbudzane napieciem stalym, to powstaja dwa strumienie magnetyczne 19, 20, które pod wplywem kolpakowych polówek tarczy 21, 22 równoczesnie doznaja zmian. Wynika 25 to z takiego zlozenia ze soba tych polówek, ze wy¬ stepy w tym przypadku nie sa przesuniete wzgle¬ dem siebie. W wyniku tego 'czestotliwosc wzbudzo¬ nej sily elektromotorycznej jest proporcjonalna do ilosci wystepów 23. 30 Jezeli zgodnie z fig. 3 zostana zastosowane dwa czujniki pomiarowe, przesuniete wzgledem siebie, pracujace w systemie nosnym, to mozna uzyskac pomiar predkosci obrotowej lub pomiar kata ob¬ rotu, uwzgledniajacy kierunek. Czujniki 24, 25 prze- 35 suwa sie w przypadku takiego pomiaru, wiskazuja- cego kierunek, wzgledem siebie o jedna ósma po¬ dzialki 26 lub o jej wielokrotnosc.W przypadku pomiaru z uwzglednieniem kie¬ runku stosuje sie system nosny, aby sygnal wyj- 40 stciowy byl bezbledny takze po zmianie kierunku. PL