RU80550U1

RU80550U1 - SHAFT TURN ANGLE CONVERTER TO SEQUENCE OF ELECTRIC PULSES

Info

Publication number: RU80550U1
Application number: RU2008135096/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Юрьевич Неженцев; Валерий Алексеевич Колосов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Промприбор"
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2009-02-10

Abstract

Преобразователь угла поворота вала в последовательность электрических импульсов относится к измерительной технике и может использоваться в расходомерах. Устройство представляет собой корпус с размещенными в нем двумя магниторезистивными преобразователями. Источником сигналов является подвижный модуль, имеющий зубья по обе стороны плоскости ступицы, смещенные по отношению друг к другу на половину ширины зуба. Преобразователь обладает высокой помехоустойчивостью, имеет возможность эксплуатации в жидкой среде, 2 ил.The converter of the angle of rotation of the shaft into a sequence of electrical pulses refers to the measuring technique and can be used in flow meters. The device is a housing with two magnetoresistive converters placed in it. The signal source is a movable module having teeth on both sides of the hub plane, offset relative to each other by half the width of the tooth. The converter has high noise immunity, has the ability to operate in a liquid medium, 2 il.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может использоваться в расходомерах.The utility model relates to measuring technique and can be used in flow meters.

Существуют аналогичные устройства, имеющие в качестве чувствительного элемента индуктивный или оптический датчик. Они имеют ряд недостатков. Индуктивный датчик (как правило, имеющий катушку с большим числом витков и постоянное магнитное поле) является чувствительным к электрическим помехам, а в больших силовых электромагнитных полях может явиться приемным устройством переменного тока, требует дополнительного усиления (с большим коэффициентом) и корректировки добротности контура (R, L, C).There are similar devices that have an inductive or optical sensor as a sensing element. They have a number of disadvantages. An inductive sensor (usually having a coil with a large number of turns and a constant magnetic field) is sensitive to electrical noise, and in large electromagnetic fields it can be an AC receiving device, requires additional amplification (with a large coefficient) and correction of the quality factor of the circuit (R , L, C).

Оптические датчики в процессе длительной эксплуатации вследствие запыления теряют свою чувствительность, а значит и работоспособность. Они громоздки конструктивно, не могут использоваться в жидкой среде, требуются дополнительные герметизирующие условия работы.Optical sensors during long-term operation due to dusting lose their sensitivity, and hence their performance. They are structurally bulky, cannot be used in a liquid medium, additional sealing working conditions are required.

Индуктивные и оптические датчики в устройствах преобразования угла поворота в последовательность импульсов технологически трудоемки.Inductive and optical sensors in devices for converting the angle of rotation into a sequence of pulses are technologically laborious.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является датчик поворота (патент №73962 RU, G01B 7/00), задачей которого является контроль над положением вращающихся узлов и деталей машин. Из описания данной полезной модели прослеживается сложность конструкции (основание с установленными на нем датчиками Холла), невозможность эксплуатации ее в жидкой среде ввиду отсутствия герметизирующего корпуса, низкая дискретность импульсов (один оборот - один импульс) и, как следствие, невозможность использования в прецизионных расходомерах.Closest to the claimed utility model is a rotation sensor (patent No. 73962 RU, G01B 7/00), the task of which is to control the position of rotating units and machine parts. From the description of this utility model, the structural complexity (the base with Hall sensors installed on it), the impossibility of using it in a liquid medium due to the absence of a sealing case, low discrete pulses (one revolution - one pulse) and, as a consequence, the impossibility of use in precision flowmeters are traced.

Задачей настоящей полезной модели является преобразование угла поворота вала в последовательность импульсов с высокой The objective of this utility model is to convert the angle of rotation of the shaft into a sequence of pulses with high

помехоустойчивостью, с возможностью эксплуатации в жидкой среде и минимизацией преобразования сигналов в конкретный расход отслеживаемой жидкости, достижение высокой компактности датчика импульсов.noise immunity, with the possibility of operation in a liquid medium and minimizing the conversion of signals to a specific flow rate of the monitored liquid, achieving a high compactness of the pulse sensor.

Поставленная задача решается тем, что в преобразователе угла поворота вала в последовательность электрических импульсов, состоящем из корпуса и двух магниторезистивных преобразователей, источником сигналов служит подвижный модуль, механически сопряженный с контролируемым объектом, состоящий из двух штампованных зубчатых колес, соединенных методом контактной сварки так, что зубья одного колеса смещены по отношению к зубьям другого колеса на половину ширины зуба.The problem is solved in that in the converter of the angle of rotation of the shaft into a sequence of electrical pulses, consisting of a housing and two magnetoresistive converters, the signal source is a movable module mechanically coupled to a controlled object, consisting of two stamped gears connected by resistance welding so that the teeth of one wheel are offset with respect to the teeth of the other wheel by half the width of the tooth.

На фиг.1 - общий вид преобразователя угла поворота вала в последовательность электрических импульсов.Figure 1 - General view of the Converter angle of rotation of the shaft into a sequence of electrical pulses.

На фиг.2 представлено объемное изображение преобразователя угла поворота вала в последовательность электрических импульсов.Figure 2 presents a three-dimensional image of the Converter angle of rotation of the shaft into a sequence of electrical pulses.

Преобразователь представляет собой систему (фиг.1), состоящую из диска 1 с зубьями, отогнутыми к плоскости вращения под углом 90°, и датчика импульсов.The Converter is a system (figure 1), consisting of a disk 1 with teeth bent to the plane of rotation at an angle of 90 °, and a pulse sensor.

Диск состоит из двух штампованных зубчатых колес из углеродистой стали, соединенных между собой контактной сваркой, и крепится на валу 4 с подшипниками для постановки его в корпус и сообщения ему вращательного движения. Зубья одного колеса смещены по отношению к зубьям другого колеса на половину ширины зуба (S/2).The disk consists of two stamped carbon steel gears connected by contact welding, and is mounted on the shaft 4 with bearings for placing it in the housing and communicating rotational motion to it. The teeth of one wheel are offset relative to the teeth of the other wheel by half the width of the tooth (S / 2).

Датчик импульсов в своей конструкции имеет электронный узел 2, в состав которого входят два бесконтактных чувствительных элемента - магниторезистивные преобразователи KMI 18/4 (поз.5), отформованные под углом 90°.The pulse sensor in its design has an electronic unit 2, which includes two non-contact sensitive elements - KMI 18/4 magnetoresistive transducers (item 5), molded at an angle of 90 °.

Корпус датчика - цилиндрический, состоит из штуцера 8 (материал - немагнитная нержавеющая сталь) и хвостовика 3 (материал - латунь).The sensor housing is cylindrical, consists of a fitting 8 (material - non-magnetic stainless steel) and a shank 3 (material - brass).

На одном торце корпуса - тонкая металлическая стенка, на другом - кабель 6, уплотнение которого выполнено заливкой эпоксидного компаунда 7.At one end of the case there is a thin metal wall, at the other end there is cable 6, the seal of which is made by pouring of epoxy compound 7.

Магниторезистивные сенсоры приклеиваются вместе с электронной схемой к тонкой стенке штуцера 8 (толщина стенки 0,5 мм). Датчик импульсов устанавливается над диском таким образом, чтобы каждый из сенсоров располагался над соответствующим ему зубчатым колесом.The magnetoresistive sensors are glued together with the electronic circuit to the thin wall of the nozzle 8 (wall thickness 0.5 mm). A pulse sensor is mounted above the disk so that each of the sensors is located above its corresponding gear.

При вращении вала с диском на выходах сенсоров формируются импульсы тока, фазы углов которых смещены относительно друг друга на π/2. Импульсы усиливаются и поступают на электронные ключи. Последовательности импульсов, смещенных относительно друг друга на π/2, позволяют определить после соответствующей обработки направление вращения, а подсчет импульсов - скорость вращения.When the shaft with the disk rotates, current pulses are formed at the outputs of the sensors, the phase angles of which are offset by π / 2 relative to each other. The pulses are amplified and supplied to electronic keys. The sequence of pulses shifted relative to each other by π / 2, allows to determine the direction of rotation after appropriate processing, and counting pulses - the speed of rotation.

Claims

A converter of the angle of rotation of the shaft into a sequence of electrical pulses, consisting of a housing and two magnetoresistive transducers with built-in permanent magnets, characterized in that the signal source is a movable module mechanically coupled to a controlled object and consisting of two stamped gears connected by contact welding so that the teeth of one wheel are offset with respect to the teeth of the other wheel by half the width of the tooth.