SU712760A1

SU712760A1 - Pulsed speed sensor

Info

Publication number: SU712760A1
Application number: SU782647831A
Authority: SU
Inventors: Закирзян Габиевич Габидуллин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1902
Priority date: 1978-07-18
Filing date: 1978-07-18
Publication date: 1980-01-30

Description

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для измерения скорости вращения различного рода валов и механизмов.The invention relates to techniques for monitoring and regulation and can be used to measure the rotation speed of various kinds of shafts and mechanisms.

В настоящее время в технике измерения скорости все большее распространение получают импульсные датчики скорости, построенные на использовании различного рода физических явлений [1].At present, pulse velocity sensors based on the use of various kinds of physical phenomena [1] are becoming more widely used in the technique of measuring speed.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и решаемым задачам является устройство измерения угловой скорости вращения электрическим способом [2]. Оно содержит зубчатое колесо, постоянные магниты Mi и Λί₂ с противолежащими одноименными полюсами; магниты имеют по два наконечника: S^ S₂ и S3, S4 и соединены между собой сердечником, на котором находится обмотка.Closest to the invention in technical essence and the tasks to be solved is a device for measuring the angular velocity of rotation by the electric method [2]. It contains a gear wheel, permanent magnets Mi and Λί ₂ with opposite poles of the same name; magnets have two tips: S ^ S ₂ and S3, S4 and are interconnected by a core on which the winding is located.

Этот датчик работает на принципе наведения ЭДС реверсированием магнитного потока, а именно: когда наконечники Si и S₃находятся над зубьями колеса магнитный поток от магнита частично проходит через наконечник S_b зубья колеса и наконечник S₃, перемычку и замыкается обратно на магнит слева направо, а когда же над зубьями оказываются наконечники S₂ и Si, то магнитный поток проходит через обмотку справа налево по наконечнику Si. зубьям колеса и наконечнику S₂ и через перемычку. Т. е. за время поворота колеса на один зубцовый шаг магнитный поток через обмотку изменяет свое направление и наво5 дит ЭДС, определяемую по формуле с d (ΔΦ)This sensor works on the principle of inducing EMF by reversing the magnetic flux, namely: when the tips Si and S ₃ are above the teeth of the wheel, the magnetic flux from the magnet partially passes through the tip S _{b of the} teeth of the wheel and tip S ₃ , the jumper closes back to the magnet from left to right, and when the tips S ₂ and Si are above the teeth, the magnetic flux passes through the winding from right to left along the tip of Si. the teeth of the wheel and the tip S ₂ and through the jumper. That is, during the rotation of the wheel by one tooth step, the magnetic flux through the winding changes its direction and induces an EMF determined by the formula with d (ΔΦ)

Е =. —W—— dt (1) где w — число витков обмотки;E =. —W—— dt (1) where w is the number of turns of the winding;

ΔΦ — изменение магнитного потока через обмотку.ΔΦ is the change in magnetic flux through the winding.

Однако магнитная система этого датчика из-за наличия двух магнитов и перемычки 15 между ними получается громоздкой.However, the magnetic system of this sensor due to the presence of two magnets and a jumper 15 between them is bulky.

Кроме того, каждый из магнитов в этой конструкции работает только в половину периода сигнала.In addition, each of the magnets in this design only works for half the signal period.

В этом убеждаемся, проанализировав 20 процесс реверсирования магнитного потока. Действительно, когда магнитный поток проходит через обмотку слева направо полезный магнитный поток исходит от магнита M_lt а при повороте диска на полшага такой 25 же полезный поток проходит справа налево от магнита Λί₂. Таким образом, в смысле использования изменения полезного магнитного потока каждый из магнитов работает по очереди только в течение половины пе30 риода сигнала.We are convinced of this by analyzing the 20 magnetic flux reversal process. Indeed, when the magnetic flux passes through the winding from left to right, the useful magnetic flux comes from the magnet M _lt, and when the disk is turned half a step, the same useful flux passes from right to left from the magnet Λί ₂ . Thus, in the sense of using a change in the useful magnetic flux, each of the magnets in turn works only for half a signal period.

Цель изобретения — повышение коэффициента использования энергии магнита датчика в структуре магнитной системы.The purpose of the invention is to increase the coefficient of energy use of the sensor magnet in the structure of the magnetic system.

Эта цель достигается тем, что в датчике магнит размещен между П-образными магнитопроводами, а обмотка охватывает внутренние стержни П-образных магнитопроводов и постоянный магнит.This goal is achieved by the fact that in the sensor a magnet is placed between the U-shaped magnetic cores, and the winding covers the inner rods of the U-shaped magnetic cores and a permanent magnet.

На чертеже изображена магнитная система датчика с одним зубчатым модулирующим диском.The drawing shows a magnetic sensor system with one gear modulating disk.

Зубчатый диск 1 связан через воздушный зазор б₃ с магнитным полем постоянного магнита 2, на полюса которого присоединены П-образные магнитопроводящие полюсные наконечники 3 и 4. Между их ножками Si и S2, S3 и S₄ размещена обмотка 5 на каркасе 6. Расстояния между наконечниками выбраны так, чтобы в какой-то фиксированный момент ножки Si и S₃ находились над зубьями диска, а ножки S₂ и S₄— над впадинами между зубьев диска. При этом расстояния между двумя соседними ножками наконечников могут быть кратными зубцовому шагу диска с избытком или недостатком на половину зубцового шага.Toothed disk 1 is connected through an air gap b ₃ with a magnetic field of a permanent magnet 2, to the poles of which are connected U-shaped magnetically conductive pole pieces 3 and 4. Between their legs Si and S2, S3 and S ₄ a winding 5 is placed on the frame 6. The distances between the tips were chosen so that at some fixed moment the legs Si and S ₃ were above the teeth of the disk, and the legs S ₂ and S ₄ above the cavities between the teeth of the disk. In this case, the distances between two adjacent legs of the tips can be a multiple of the tooth pitch of the disk with an excess or deficiency of half the tooth pitch.

Датчик работает следующим образом.The sensor operates as follows.

Зубчатый диск 1 при вращении поочередно и попарно замыкает зубьями магнитное поле магнита 2, например сначала так, как изображено на чертеже. В это время магнитный поток проходит через ножку Si, через зубья диска в ножке S₃ и во внутрь обмотки снизу. Когда же диск повернется по часовой стрелке еще на половину зубцового шага, магнитный поток Ф₂ проходит от ножки S₂ через зубья диска к ножке S₄ и во внутрь обмотки сверху. Далее процесс реверсирования магнитных потоков ΔΦι и 5 Δ Ф₂ через обмотку повторяется циклически с периодом, пропорциональным зубцовому шагу диска, и в обмотке наводится переменная ЭДС.During rotation, the toothed disk 1 alternately and in pairs closes the magnetic field of magnet 2 with its teeth, for example, first, as shown in the drawing. At this time, the magnetic flux passes through the Si leg, through the teeth of the disk in the S ₃ leg and into the bottom of the winding. When the disk rotates clockwise another half tooth step, the magnetic flux F ₂ passes from the legs S ₂ through the teeth of the disk to the legs S ₄ and into the winding from above. Next, the process of reversing the magnetic fluxes ΔΦι and 5 Δ Ф ₂ through the winding is repeated cyclically with a period proportional to the tooth pitch of the disk, and the EMF variable is induced in the winding.

Частота ЭДС, пропорциональная скороЮ сти вращения диска, определяется по формуле / = — > (2) ^J 60 ^v ’ где /— частота ЭДС;The EMF frequency proportional to the disk rotation speed is determined by the formula / = -> (2) ^J 60 ^v 'where / is the EMF frequency;

z— число зубьев диска;z is the number of teeth of the disk;

п — скорость вращения диска.p is the speed of rotation of the disk.

Claims

Claim

20 A pulse speed sensor containing two U-shaped magnetic cores, a winding, a permanent magnet and a modulating gear disk, characterized in that, in order to increase the energy utilization of the permanent magnet, the magnet is placed between the U-shaped magnetic cores, and the winding covers the inner rods of P- shaped magnetic cores and a permanent magnet.