SU1151889A1 - Датчик углового ускорени - Google Patents

Description

1 Изобретение относитс  к измерительной технике, конкретнее к измерению угловых ускорений вращанлдихс  деталей машин и механизмов. Известно устройство, содержащее асинхронный тахогенератор с -полым немагнитным ротором, обмотка возбуждени  которого соединена через вентиль с источником переменной ЭДС, а выходна  обмотка подключена к входам фильтров низших и высших частот В выходной обмотке, расположенной под 90° к обмотке возбуждени , наво дитс  ЭДС, содержаща  информацию об угловой скорости и угловом УСКОрении 1, Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерени  углового ускорени , вызванна  частот ными и фазовыми искажени ми фильтров Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  да чик углового ускорени , содержащий статор с двум  обмотками, оси которых сдвинуты одна по отношению к другой на 90 эл.град. Одна обмотка  вл етс  обмоткой возбуждени , расположена на продольной оси статора и запитываетс  посто нным током, а с другой - сигнальной обмотки снимаетс  полезный сигнал. Ротор датчика вьтолнен в виде полого цилиндра из немагнитного материала 2 Однако указанному устройству при сущ недостаток, заключающийс  в существенной зависимости коэффициента пропорциональности между измер емым угловым ускорением вала и выходным напр жением от величины угловой ско рости вала, что пр1таодит к большой погрешности в измерении углового ус рени , осуществл емого в диапазоне угловых скоростей. Цель изобретени  - повышение точ ности измерени  угловьтх ускорений и расширение рабочего диапазона угл вьк: скоростей. Указанна  цель достигаетс  тем, что в датчике углового ускорени , содержащем статор с обмоткой возбуж дени , расположенной по его продоль ной беи, и сигнальной обмоткой, расположенной по его поперечной оси, а также полый немагнитный ротор, в него введена -дополнительна  статорн , обмоткаi расположенна  на продольно оси статора, причем дополнительна  92 обмотка соединена последовательно с сигнальной обмоткой. На чертеже представлена электрическа  схема датчика угловых ускорений . Датчик содержит статор 1, на котором по продольной оси датчика и его поперечной оси размещены фазы 2 и 3 сигнальной обмотки соответственно , а также обмотка 4 возбуждени . Фазы 2 и 3 сигнальной обмотки соединены между собой последовательно. В датчик вход т также полый ротор 5 из немагнитного материала и неподвижный сердечник 6. Устройство работает следующим образом . Вал ротора 5 датчика соедин етс  с валом исследуемого объекта, обмотка 4 возбуждени  запитываетс  посто нным током. При вращении ротора 5 с угловой скоростью ы в магнитном поле возбуждени  статора 1 в его материале возникают контуры вихревых токов , завис щие от проводимости материала ротора и индуктивности контура. В свою очередь, вихревые токи создают магнитный поток, пронизывающий сигнальные обмотки 2 и.3 статора 1, причем поток этот при ускоренном вращении ротора оказываетс  переменным, в св зи с чем при ускоренном вращении ротора на измерительной обмотке наводитс  ЭДС, пропорциональна  измер емому ускорению. ЭДС Е выходной обмотки определ етс  выражением Е к В , где к - посто нна  датчика , В - коэффициент нелинейности; Е - измер емое угловое ускорение . Коэффициент нелинейности зависит от угловой скорости вршцени  ротора U), индуктивности контура вихревых токов L, активного сопротивлени  этого контура R и коэффициента эффек тивности продольной фазы сигнальной обмотки Л в соответствии с выражением: (cosZoC- As;n2ot ), ot o(rcti w- )

JiS1 2 1 .

соответственно числа витков и обмоточные коэффициенты фаз 2 и 3 сигнальных обмоток.

Анализ выражени  дл  коэффициента нелинейности показьшает что при отсутствии фазы 2 сигнальной обмотки (Д 0), коэффициент нелинейности монотонно снижаетс  от максимального значени  при нулевой угловой скорости к минимальному значению на верхней границе рабочего диапазона угловых скоростей, при этом разница в значени х коэффициента нелинейности на границах диапазона угловых скоростей оказываетс  значительной .

Введение дополнительной обмотки снижает коэффициент нелинейности на нижней границе диапазона угловых скоростей и увеличивает его на

1518894

верхней границе, уменьша  таким образом разницу между минимальным и максимальным значени ми этого коэффициента в рабочем диапазоне угловых 5 скоростей. Определенному конструктивному выполнению датчика и диапазону рабочих угловых скоростей соответствует оптимальное значение коэффициента эффективности продольной

10 оси сигнальной обмотки, при котором изменение коэффициента нелинейности будет минимальньм.

Таким образом, введение дополнительной обмотки в статор датчика

15 угловых ускорений позвол ет уменьшить нелинейность преобразовани , повыша  тем самым точность преобразовани , а при конкретном допустимом значении нелинейности - расширить

20 рабочий диапазон угловых скоростей, сопутствующих измер емым угловьм ускорени м .

Claims (1)

1. ДАТЧИК УГЛОВОГО УСКОРЕНИЯ, содержащий статор с обмоткой возбуждения, расположенной по его продольной оси, и сигнальной обмоткой, расположенной по его поперечной оси, а также полый немагнитный ротор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения рабочего диапазона угловых скоростей, в него введена дополнительная статорная обмотка, расположенная на продольной оси статора, причем дополнительная обмотка соединена последовательно с сигнальной обмоткой.

   >