SU964535A2 - Датчик положени и скорости - Google Patents

Description

(54.) ДАТЧИК ПОЛОХЕНИЯ И СКОРОСТИ

Изобретениеотноситс  к технике автоматического контрол  и регулировани  и может быть использовано дл  одновременного измерени  углового положени  и скорости вращени  различного рода валов и механизмов.

Известно, что дл  измерени  скоростей вращени  используютс  индукционные и магнитоиндукционные датчики скорости 1 и 2.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  датчик положени , содержащий магнитопровод, магнитострикционный элемент, включенный в магнитопроёод, пьезоэлектрический чувствительный элемент, источники МДС, ферромагнитный коммутатор. Наводимый на обкладках пьезоэлектрических элементов датчика .электрический сигнал практически не зависит от скорости перемещени  ферромагнитного коммутатора, что обуславливает .целесообразность его применени  в качестве датчика положени  З.

В некоторых случа х целесообразно иметь один датчик, дающий инфррмадню о положении и скорости перемещени  движущегос  объекта, например, в цифровых системах зажигани  двига телей внутреннего сгорани . Однако

ни одна из описанных систем датчиков не может обеспечить выполнение этой задачи.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей датчика путем получени  информации о скорости.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что полюсные наконечники маг10 нитопровода снабжены обмотками, включенными последовательно согласно, в которьис наводитс  сигнал, характе-. ризующий скорость перемещени  управл ющего элемента ферромагнитного

15 коммутатора.

Модулированный коммутатором магнитный поток вызывает изменение размеров магнитострикциоиного элемента магнитопровода, деформацию пьезоэле20 ментов, на обкладках которых при этом генерируютс  электрические зар де . Полученный таким образом электрический сигнсш не зависит от скорости перемещени  управл ющего элемента

Claims (3)

1. 25 коммутатора. Одновременно в дополнительной обмотке наводитс  сигнал, величина которого пропорционгшьна скорости перемещени  комг/ утатора. Сигнал с пьезоэлементов можно непос30 редствеино использовать дл  определени  положени , а сигнал с дополнительной обмотки - дл  определени  скорости перемещени  управл ющего элемента ферромагнитного коммутато . На фиг. 1 изображен датчик положени  и скорости, разрез (с возбужде нием от посто нных магнитов) ,на . фиг. 2 - осциллограммы выходного нап р жени  с выходов датчика; на фиг.Зграфики зависимости выходного напр жени  сигнала положени  и сигнала скорости от частоты. Датчик перемещени  и скорости сос тоит из двух пьезркерамических элементов 1 цилиндрической формы, соединенных торцами через прокладку 2 механически последовательно, а элект рически паргшлельно. Другими торцами пьезоэлементы 1 упираютс  через наконечники 3 в магнитострикционный стержень 4, выполненныйиз материала с отрицательной магнитострикцией. Пьезоэлементы 1, прокладка 2 с выходом 5 и наконечники 3 размещены в за щитном электроизол ционном корпусе 6 образу  единый элемент, называемый пьезоэлектрическим генератором с маг нитострикционным приводом. По концам стержн  4 закреплены полюсные бешмаки 7 датчика с дополнительной обмокой 8, в которой наводитс  сигнал, характеризующий скорость перемещени  объекта. Полюсные башмаки 7 и стержень 4  вл ютс  неподвижной частью 9 магнитопровода датчика. Подвижна  часть датчика образована ферромагнит ным коммутатором Юс источником 11 магнитодвижущей силы (посто нным маг нитом) . Датчик работает следующим образом При вращении ферромагнитного коммутора 10, за счет источника 11 МДС в магнитострикционном стержне 4 наводитс  знакопеременное магнитное поле. Стержень 4 деформируетс , пьез элементы сжимаютс , а на их обкладках по вл етс  электрический сигнал, .который используетс  дл  определени  положени  движущегос  объекта. Одновременно в обмотке 8 наводитс  сигнал , величина которого пропорциональ на скорости /перемещени  коммутатора 10. Этот сигнал снимаетс  с выходов 12. Датчик положени  и скорости отно:;итс  к многофункциональным автономным датчикам генераторного типа. В нем объединены два генератора - магнитоэлектрический и пьезоэлектрический с магнитострикционным приводом. В св зи с этим он обладает следующими особенност ми: на выходе 5 сигнал (практически без изменени ) может сохран тьс  в течение нескольких секунд при неподвижном комьлутаторе 10; величина, сигнала на выходе 5 в диапазоне частот от 0,1 Гц до 1,5 кГц не зависит от скорости перемещени  коммутатора и определ етс  напр женностью -магнитного пол  и сердечника 4,сигнал с выхода 12 практически линейно зависит от частоты врацени  коммутатора 10. Экспериментальные исследовани  датчика показали его высокую чувствительность , надежность и стабильность в работе. Экспериментальные кривые выходного напр жени  датчика с выходов 5 и 12 приведены на фиг.2. На фиг. 2а показаны осциллограммы, сн тые на низких .частотах, а на фиг. 2б - на высоких. По данным эксперимента построены графики зависимости величины сигнала с выходов 5 и 12 датчика от частоты. Предлагаемый датчик особенно эффективно использовать в бесконтактных двигател х посто нного тока, исаользуемых в регулируемом электроприводе , в цифровых системах зажигани  двигателей внутреннего сгорани  и других случа х, когда необходимо иметь информацию о положении и скорости движущегос  объекта одновременно .; Формула изобретени  Датчик.положени  и скорости по авт.св. № 859797, отличающийс   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем получени  информации о скорости, полюсные наконечники магнитопровода датчика снабжены обмотками, включенными последовательно согласно. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Юферов Л.А. и Потапов Ф.М. Измерение вращающих моментов и скоростей вращени  микроэле тродвигателей . М. , 1974, с. 95-96.
2. 2.Проектирование датчиков-дл  измерени  механических величин.Под ред. Е.П.Осадчего. М., 1979. с. 130.
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2850746, кл. G 01 Р 5/46, 06.12.79 (прототип).

   3612

   6шА

   V

   S

   J

   /jr.f

   Фиг.1

   npuf-fj

   f

   L

   -м

   2П

   J

   .Z

   Фиг.г

   npuff

   Im

   Umi

   Фиг,$