ДАТЧИК ЧИСЛА ОБОРОТОВ Российский патент 1994 года по МПК G01P3/44 

Изобретение относится к устройствам для преобразования частоты вращения в электрические сигналы и может быть использовано в качестве датчика числа оборотов на транспортных средствах.

Известно техническое решение [1] , где датчик скорости содержит корпус, крышку и ротор. Корпус выполнен в виде стакана с цилиндрическим хвостовиком, в сквозном осевом отверстии которого установлена втулка. На внутренней цилиндрической поверхности корпуса концентрично его оси установлена электромагнитная катушка, охваченная полюсными когтеобразными элементами. Ротор содержит вал, установленный во втулке, снабженный цилиндрическим постоянным магнитом. В собранном состоянии магнит расположен напротив электромагнитной катушки. Крышка, выполненная в виде диска, сопряжена с открытым торцом стакана корпуса.

Описанный датчик позволяет получить только электрические выходные сигналы, амплитуда которых пропорциональна частоте вращения ротора, однако в этой конструкции отсутствуют средства формирования сигналов, например, по амплитуде.

Известно техническое решение [2] , где датчик скорости содержит цилиндрический корпус, крышку и ротор. В корпусе, в плоскости, перпендикулярной его оси, выполнена перегородка, разделяющая корпус на две полости. На перегородке с одной стороны установлен постоянный кольцевой магнит, простирающийся в первую полость и воздействующий на электромагнитную катушку, установленную на магнитопроводе, закрепленном на стенке корпуса. Катушка связана с лепестком, простирающимся к ней от вала ротора. Вал установлен в двух подшипниках качения. На другой стороне перегородки установлена простирающаяся во вторую полость плата с электронными элементами, формирующими сигнал катушки. Корпус со стороны второй полости закрыт крышкой с клеммами, электрически связанными с платой.

Описанная конструкция позволяет выполнить вторую полость, содержащую плату, герметичной, однако габариты датчика значительно возрастают за счет механического сложения источника сигнала (первая полость) и корпуса платы (вторая полость).

Целью изобретения является снижение габаритов датчика при сохранении герметизации элементов, чувствительных к агрессивным средам, например, к маслу со взвешенными в нем частицами металла.

Цель достигается тем, что в датчике числа оборотов, содержащем корпус датчика, выполненный в виде полого стакана с отходящим от наружной поверхности его дна цилиндром, содержащим сквозной продольный осевой канал с установленной в нем втулкой корпуса, крышку датчика в виде диска, сопрягаемую с открытым торцом корпуса датчика перпендикулярно его оси, на наружной стороне которой сформирован цилиндрический выступ со сквозным продольным осевым каналом, снабженным втулкой крышки датчика, ротор, содержащий вал с концентрично установленным на нем цилиндрическим постоянным магнитом, установленный одним концом во втулке корпуса датчика, а другим - во втулке крышки датчика, и формирователь импульсов, установленный в корпусе датчика и содержащий электромагнитную катушку, охваченную полюсными когтеобразными элементами, расположенную концентрично оси ротора напротив магнита, плату с электронными элементами и выводами, электрически соединенными с платой и простирающимися через уплотнитель в отверстие в крышке датчика, формирователь собран в едином корпусе, выполненном в виде полого кольца прямоугольного сечения, внутри которого установлена электромагнитная катушка, снабженного бортами, выполненными в продолжение кольцевых цилиндрических стенок и простирающимися к крышке датчика, между которыми установлена плата, причем свободные концы бортов герметично сопряжены с плоской кольцевой крышкой формирователя, в которой образовано отверстие для уплотнителя выводов.

На фиг. 1 изображен датчик числа оборотов в осевом разрезе; на фиг. 2 изображен формирователь импульсов в аксонометрии.

Датчик скорости содержит корпус 1 датчика, крышку 2 датчика, ротор 3 и формирователь 4 импульсов.

Корпус 1 датчика выполнен в виде полого стакана, от наружной поверхности дна 5 которого отходит цилиндр 6 с продольным сквозным каналом 7. Ось канала 7 совпадает с осью корпуса 1 датчика. Свободный торцовый конец цилиндра 6 снабжен посадочной резьбой 8. В канал 7 со стороны стакана установлена втулка 9 корпуса.

Крышка 2 датчика выполнена в виде диска. На наружной стороне диска за одно целое с ним сформирован выступ 10 со сквозным продольным осевым каналом 11. В канале 11 установлена втулка 12 крышки. В крышке 2 датчика выполнено сквозное отверстие 13 для уплотнителя 14.

Ротор 3 включает в себя вал 15, на одном конце которого образован хвостовик 16, и цилиндрический постоянный многополюсной магнит 17, установленный на валу 15 концентрично его оси. В сборе ротор 3 установлен во втулке корпуса 9 и во втулке 12 крышки.

Формирователь 4 импульсов содержит электромагнитную катушку 18, охваченную полюсными когтеообразными элементами 19, и плату 20 с электронными элементами и выводами 21, электрически соединенными с платой 20. Формирователь 4 собран в едином корпусе 22, выполненном в виде полого кольца прямоугольного сечения, внутри которого установлена катушка 18. Корпус 22 формирователя снабжен бортами 23, выполненными в продолжение кольцевых цилиндрических стенок 24. Между бортами 23 установлена плата 20. Свободные концы бортов 23 герметично сопряжены с плоской кольцевой крышкой 25 формирователя. Например, в случае выполнения корпуса 22 и крышки 25 из пластмассы АБС герметизация может быть осуществлена посредством технического ацетона. В крышке 25 образовано отверстие 26 для уплотнителя 14 выводов 21.

Формирователь 4 импульсов установлен в стакане корпуса датчика 1 так, что крышка 25 формирователя обращена к крышке 2 датчика, причем отверстие 26 в крышке формирователя располагается напротив отверстия 13 в крышке 2 датчика. Выводы 21 простираются наружу через уплотнитель 14, установленный в отверстиях 13, 26.

Ротор 3 установлен в датчике так, что вал 15 расположен во втулке 9 корпуса и во втулке 12 крышки, а магнит 17 размещен напротив электромагнитной катушки 18. Между магнитом 17 и корпусом 22 формирователя выполнен зазор, достаточный для свободного вращения ротора 3.

С открытого торца стакан корпуса 1 датчика закрыт крышкой 2 датчика, завальцованной по периметру стакана.

Датчик числа оборотов работает следующим образом.

Хвостовик 16 соединяется с выходным валом, например, коробки передач автомобиля. Вращаясь, выходной вал приводит во вращение вал 15 датчика вместе с закрепленным на нем магнитом 17. Таким образом, электромагнитная катушка 18 находится под воздействием переменного магнитного поля вращающегося магнита 17. При этом в катушке 18 вырабатываются электрические импульсы, преобразуемые электронными элементами платы 20 в сигналы, стабильные по своим параметрам, то есть усиленные по амплитуде и мощности, что обеспечивает помехоустойчивость сигналов при их передаче.

Количество вырабатываемых датчиком сигналов в единицу времени пропорционально частоте вращения ротора 3 и, следовательно, частоте вращения выходного вала. (56) 1. Патент Великобритании N 1532878, кл. G 1 N, 1978.

2. Патент США N 4443724, кл. H 02 K 17/32, 1984.

Использование: для преобразования частоты вращения в электрические сигналы в качестве датчика числа оборотов на транспортных средствах. Сущность изобретения: датчик содержит корпус датчика в виде полого стакана, крышку датчика, ротор с постоянным магнитом и формирователь импульсов. Формирователь импульсов включает в себя электромагнитную катушку, охваченную когтеобразными элементами, и плату с электронными элементами и выводами, электрически соединенными с платой. Формирователь собран в едином корпусе, выполненном в виде полого кольца прямоугольного сечения, внутри которого установлена катушка. Корпус формирователя снабжен бортами, выполненными в продолжение кольцевых цилиндрических стенок. Между бортами установлена плата. Свободные концы бортов герметично сопряжены с плоской кольцевой крышкой формирователя. Взаимное расположение указанных элементов и их выполнение позволяют снизить габариты датчика при сохранении герметизации элементов, чувствительных к агрессивным средам. 2 ил.

ДАТЧИК ЧИСЛА ОБОРОТОВ , содеpжащий коpпус в виде полого стакана с отходящим от наpужной повеpхности его дна цилиндpом, содеpжащим сквозной пpодольный осевой канал с установленной в нем втулкой коpпуса, кpышку датчика в виде диска, сопpягаемую с откpытым тоpцом коpпуса датчика пеpпендикуляpно его оси, на наpужной стоpоне котоpой сфоpмиpован цилиндpический выступ со сквозным пpодольным осевым каналом, снабженным втулкой кpышки датчика, pотоp, содеpжащий вал с концентpично установленным на нем цилиндpическим постоянным магнитом, установленный одним концом во втулке коpпуса датчика, а дpугим - во втулке кpышки датчика, и фоpмиpователь импульсов, установленный в коpпусе датчика и содеpжащий электpомагнитную катушку, охваченную полюсными когтеобpазными элементами, pасположенную концентpично оси pотоpа напpотив магнита, и плату с электpонными элементами и выводами, электpически соединенными с платой и пpостиpающимися чеpез уплотнитель в отвеpстие в кpышке датчика, отличающийся тем, что фоpмиpователь импульсов собpан в едином коpпусе, выполненном в виде полого кольца пpямоугольного сечения, снабженного боpтами, выполненными в пpодолжение кольцевых цилиндpических стенок и пpостиpающимися к кpышке датчика, электpомагнитная катушка установлена в полости кольца, а плата - между его боpтами, пpичем свободные концы боpтов геpметично сопpяжены с плоской кольцевой кpышкой фоpмиpователя, в котоpой обpазовано отвеpстие для уплотнителя выводов.