SU1315907A1 - Устройство дл измерени разности угловых скоростей вращающихс валов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей . Магнитные узлы 1 и 3 устанавливаютс  на измер емые валы симметрично относительно чувствительных элементов 2 и 4. Применение ключевой схемы 8 и стабилизированного источника 10 тока позвол ет формировать в обмотке 6.2 обратной св зи пр моугольные импульсы тока, при наличии которых обеспечиваетс  посто нство мощности , вьздел емое в обмотке 6.2 обратной св зи, а значит и автоколебани  поворотной системы 5 с посто нной амплитудой и частотой.2 ил. с Ш 5 S wW 2 V сл 00 СП QD

Description

1 1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  разности угловых скоростей вращающихс  валов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей,

На фиг, 1 представлена конструк- . тирна  и функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - графики , по сн ющие работу устройства.

Устройство содержит первый магнитный узел 1, закрепленный на одном валу , первый чувствительный элемент 2, второй магнитный узел 3, закрепленный на другом валу, и второй чувствитель- ный элемент 4, Устройство содержит поворотную систему 5, состо щую из оси 5,1, помещенной в опоры 5,2 и скрепленной с первым 2 и вторым 4 чувствительными элементами,

Устройство включает компенсирующий преоразователь 6, образованньй посто нным магнитом 6,1, закрепленным на оси 5,1, и неподвижной обмотки 6.2 обратной св зи. Датчик 7 положени  состоит из двух пар излучателей 7,1 и 7,2 и фотоприемников 7.3 и 7,4 и заслонки 7.5, котора  закреплена на оси 5.1 и имеет возможность перемещени  в зазорах между излучател ми 7.1 и 7.2 и фотоприемниками 7.3 и 7,4, Обйотка 6,2 обратной св зи подключена к первому и второму выходам ключевой схемы 8, Выходы фотоприемников 7,3 и 7.4 подключены к входам компаратора 9, выход которого подключен к второму входу ключевой схемы 8, соединенной первым входом со стабилизированным источником 10 тока.

Устройство также содержит последовательно соединенные одновибратор 11, схемы ИЛИ-НЕ 12, преобразователь 13 длительность - код и блок 14 индикации , а также схему И 15, выход которой подключен к второму входу блока 14 индикации. Вход одновибратора 11 соединен с первым выходом ключевой схемы 8 и с вторым входом схемы ИЛИ-НЕ 12, выход которой подключен к первому входу схемы И 15, второй вход которой соединен с выходом одновибратора 11,

Первый 1 и второй 3 магнитные узлы могут быть выполнены, например, в виде пар посто нных магнитов с осевой намагниченностью и зазором между разноименными полюсами. Первый 2 и второй 4 чувствительные элементы могут быть выполнены в виде алюминие72

вых дисков, закрепленных на оси 5,1, Датчик 7 положени  может быть выполнен с применением в качестве излучателей 7.1 и 7.2 светодиодов АЛ107А,

а в качестве фотоприемников 7.3 и 7.Л - фототранзисторов ФТ-12,

Предлагаемое, устройство работает следующим образом.

Первьй 1 и второй 3 магнитные узлы устанавливаютс  на измер емьш валы симметрично относительно чувствительных элементов 2 и 4. В исходном состо нии заслонка 7.5 перекрывает

поток излучени  одного из излучателей , например, 7,1. При этой второй излучатель 7,2 открыт, в результате на выходе фотоприемника 7.4,по вл етс  сигнал, которьй подаетс  на вход

компаратора 9 и переключает его. Выходное напр жение компаратора 9 управл ет ключевой схемой 8, котора  подключает стабилизированный источник 10 тока к обмотке 6.2 обратной

св зи. Магнитное поле тока, протекающего в неподвижной обмотке 6,2, взаимодейству  с полем посто нного магнита 6,1, поворачивает его и, следовательно , заслонку 7.5 так, что она

перекрывает поток излучени  излучател  7.2 и открывает поток излучател  7.1, На выходе фотоприемника 7,4 по вл етс  сигнал, который переключает компаратор 9 в другое устойчивое

состо ние. При этом ключева  схема 8 подключает стабилизированный источник 10 тока к обмотке 6.2 обратной св зи так, что по ней течет ток противоположного направлени . В результате посто нный магнит 6.1 также измен ет направление вращени  на про- .тивоположное. Далее процесс переключени  повтор етс  и, следовательно, ось 5,1 поворотной системы 5 вместе с

первым 2 и вторым 4 чувствительными элементами совершает автоколебани . Применение ключевой схемы 8 и стабилизированного источника 10 тока позвол ет формировать в обмотке 6.2 обратной св зи пр моугольные импульсы тока, при наличии которых обеспечиваетс  посто нство мощности, выдел емое в обмотке 6,2 обратной св зи, а значит и автоколебани  поворотной

системы 5 с посто нной амплитудой и частотой. При этом на первом выходе ключевой схемы 8 имеет место последовательность импульсов одинаковой длительности (фиг. 2 ct ),

31315907

ервого магнитноЬо скоростью ш на по5 действует крут 

сх ра мы

3 ск Си мо

М

ВХ 1

Kw,

- коэффициент преобразовани 

первого 2 и второго 4 чувствительных элементов, опреде-JQ нести импульсов л емый конструктивными характеристиками .

вращении второго магнитного со скоростью w в противопосторону на поворотную систему вует и момент

При вращении 3 магнитных узл скорост ми w Систему действу момент ,

муле (4) вызыва

При зтом выполн

ы, 7/ и}

Ш, Wj

t5

Импульсы t.

чевой схемы 8 с запускает однов которого формир

Мвх2 Кшг .

Суммар ный момент, действующий на

ось 5.1 поворотной системы 5, опреде-2о пульс с длительностью t, равной длил етс 

М.

МвхГ 6X2 К ( J.-ujp.

(1)

магнитных узлах 1 и 3 (фиг, 2 в),

- - -Т - t - ц - С2,

При поступлении импульсов t с вы- Этот момент уравновешиваетс  ком-25 хода одновибратора 11 и первого вы- пенсирующим преобразователем 6, соз- хода ключевой схемы 8 на схему ИЛИНЕ

дающим момент

12 на ее выходе образуютс  импуль сы с длительностью t

к

кп

ср

где ICP среднее значение тока в обмотке . 6. 2 обратной св зи; V. - коэффициент преобразовани 

компенсирующего преобразовател  6.

При пр моугольных импульсах тока в обмотке 6.2 обратной св зи средний ток можно определить как

ср где I.,

(г- г Ls. (ч ь,)

(3),

ток стабилизированного источника 10 тока; длительность импульсов пр мого и обратного тока; период автоколебаний поворотной системы 5. Поскольку в режиме динамического равновеси  М М, , то из соотношений (1) - (3) следует, что

,+ , -Гп

()

K (U),-U)),

где К

Ken In

Тактим образом, разность длительностей выходных импульсов ключевой

нести импульсов

схемы 8 пропорциональна величине разности угловых скоростей исследуемых валов.

При вращении первого 1 и второго 3 магнитных узлов с разными угловыми скорост ми w и u)2 на поворотную Систему действует суммарный крут щий момент , который согласно формуле (4) вызывает изменение длительи г (фиг. 25). При зтом выполн етс  условие

ы, 7/ и}

Ш, Wj

то то

С, xtj

,.2

Импульсы t.

с первого выхода ключевой схемы 8 своим передним фронтом запускает одновибратор 11, на выходе которого формируетс  стабильный имтельности t. и

q

при невращающихс 

магнитных узлах 1 и 3 (фиг, 2 в),

- - -Т - t - ц - С2,

НЕ

30

35

несет информацию только

12 на ее выходе образуютс  импульсы с длительностью t

(фиг. 2 -I ). Эти импульсы с длительностью , пропорциональной разности угловых скоростей со - ujj , поступают на преобразователь 13 длительность - . код, с выхода которого двоичный код поступает на первый вход блока 14 индикации .

Поскольку длительность импульсов

л.| ( ) , об абсолютной величине разности угловых скоростей, то дл  определени  знака разности служит схема И 15.

Если ТА 7 (фиг. 2 if), а это равносильно тому, что -1,7t, то на вы ходе схемы ИЛИ-НЕ 12 образуютс  импульсы 1; такие, что передний фронт совпадает с задним фронтом импульсов t (фиг. 2 г). А если (фиг. 23), то ui t и на выходе схемы ИЛИ-НЕ 12

50 будут импульсы -Г , задний фронт ко-, торых совпадает с задним фронтом импульсов t с выхода одновибратора 11.

При поступлении импульсов t и t соответственно на первый и второй

вход схемы И 15 в первом случае на ее выходе логический О, а во втором случае С, импульсы с длительностью t (фиг. 2 е). Таким образом, если ( С 7 Т ) на

втором входе ческий

О, а

блока если

14 индикации логии )-, 2 ( 1 г ). то на второй вход поступают импульсы С , обеспечивающие индикацию знака разности угловых скоростей и), - u). Величина разности и,- w , поступающа  на первый вход, также отображаетс  на блоке 14 индикации.

При неподвижном, одном из магнитных узлов, например втором магнитном узле 3, .с02 О из поворотную систему 5 действует крут щий момент только со стороны вращающегос  первого магнитного узла 1, а формула (4) имеет вид

f

-2

К

01.

Обработка сигнала идет в блоках аналогичным образом, а устройство при этом измер ет мгновенную угловую скорость w

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  разности угловых скоростей вращающихс  валов, содержащее первьш магнитньй узел.

   Составитель Ю. Мручко Редактор И. Шулла Техред Л.Олийнык Корректор. В. Бут га

   Заказ 2355/47 Тираж 776Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   1315907

   жестко скрепленные первый чувствительный элемент и поворотную систему, компенсируюдщй преобразователь, датчик положени , последовательно соединенные стабилизированный источник тока и ключевую схему, а также компаратор , схему И блок индикации, при этом выходы фотоприемников датчика положени  подключены через компаратор к

   второму входу ключевой схемы, соединенной первым и вторым выходами с обмоткой обратной св зи компенсирующего преобразовател , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, введены второй магнитный узел и второй чувствительный элемент, скрепленный с осью поворотной системы, последовательно соединенные одновибратор, схема ИЖ-НЕ и преобразователь длительности кода, при этом вход одно- вибратора и второй вход схемы ИЛИ-НЕ подключены к первому выходу ключевой схемы, а схема И первым входом св зана с выходом схемы ИЛИ-НЕ, вторым входом - с вьгходом одновибратора, а выходом - с вторым входом блока индикации .