Спидометр Советский патент 1983 года по МПК G01P3/49 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения скорости движения и пройденного пути транспортных машин например тракторов и автомобилей. Известны спидометры, состоящие и датчика - трехфазного синхронного микрогенератора и показывающего при бора, содержащего трехфазный синт хронный микродвигатель с ротором-ма нитом, на конце вала которого расположен круглый магнит. Между ним и кольцевым магнитопроводом находится немагнитный токопроводящий чувствительный элемент в виде колпачка. Кол пачок и стрелка, показывающая скорость движения, закреплены на оси. Спидометр содержит также шкалу и спиргшьную противодействующую пружину, один конец которой прикреплен к оси.Конец вала микродвигателя через червячную передачу соединен с механическим счетчиком пройденного пути 1. Однако вследствие того, что синхронный микродвигатель и чувствит.ел ный элемент вместе с магнитом и кол цевым магнитопроводом выполнены в виде отдельных узлов и расположены один за другим по оси прибора, пока зывающий прибор спидометра имеет ув личенные массу и габариты. Известен также спидометр, состоя щий из синхронного микродвигателя с постоянным магнитом, чувствительного элемента, счетного механизма, противодействующей пружинь и стрелки со шкалой С2 ., Масса и габариты,этого устройства уменьшены вследствие того, что немагнитный токопроводящий чувствительный элемент в виде диска помеще между статором и ротором-магнитом синхронного микродвигателя. Недостатком известных спидометро является низкая точность измерения скорости движения, обусловленная тем, что прибор юстируется только один раз в нормсшьных условиях посл его сборки, а изменение реальных условий работы прибора, т.е. измене ние температуры окружающей среды, старение магнита и спиральной противо действующей пружины и т.д., приводи к возникновению дополнительной погр ности . Цель изобретения - повышение точ ности измерения. Указанная цепь достигается тем, что. спидометр, содержащий синхронный микродвигатель, трехфазная статорная обмотка которого соединена с трехфазной обмоткой да1тчика, обмотку возбуждения, немагнитный токопро водящий чувствительный элемент, сче ный механизм, противрдействукядую пр жину, стрелку со шкалой и источник напряжения, дополнительно-снабжен двумя обмотками возбуждения, одна из которых имеет среднюю точку, тремя вентилями, тремя усилителями, стабилизатором напряжения, стабилизатором тока, постоянным резистором, переменным резистором и конденсатором, при этом постоянный резистор включен последовательно в фазную цепь статорных обмоток синхронного микродвигателя и параллельно входу первого усилителя, выход которого через первый вентиль подключен к первой дополнительной обмотке возбуждения, переменный резистор, движок которого механически связан со стрелкой, и конденсатор соединены последовательно и включены между двумя фазными цепями статорных обмоток синхронного микродвигателя, причем переменный резистор включен параллельно входу второго усилителя, выход которого через вентиль подключен к началу и средней точке второй дополнительной обмотки возбуждения, конденсатор подсоединен параллельно входу третьего усилителя, выход которого через третий вентиль присоединен к концу и средней точке второй дополнительной обмотки возбуждения, вход стабилизатора напряжения подключен к источнику напряжения, а выход - к всем усилителям и через стабилизатор тока к обмотке возбуждения. На фиг. 1 показана конструктивная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - его электрическая схема. Устройство (фиг. 1) содержит трехфазный статор 1, установленный в корпусе 2, разноименные полюсы 3 и 4, ротора, скрепленные между собой с помощью немагнитного кольца 5 и винтов 6, подшипники 7 качения, на наружных обоймах которых установлены разноименные полюсы ротора, неподвижный консольный сердечник 8 прикреп-г ленный к корпусу и несущий не себе обмотки возбуждения, ротор 9, токопроводящий немагнитный чувствительный элемент 10 в виде колпачка, установленный на оси 11, находящейся в подшипниках 12 скбльжения, размещенных внутри неподвижного консольного сердечника, спиральную противодействующую пружину 13, стрелку и шкалу 14 и 15, стекло 16, колесо 17 счетного механизма, соединенное с червяком вала одноименных колюсов 4 f ре-. зисторный датчик 18 положения стрелки, регулятор 19 для изменения токов в обмотках возбуждения. Сердечник статора, полюсы 3 и 4 сердечник 8 эьтолнены из магнитно-мягкой стали. Устройство включает также статор|Ную обмотку 20 датчика, статорную обмотку 21 приемника, обмотку 22 возбуждения, стабилизатор 23 тока, стабилизатор 24 напряжения, постоянный резистор 25, усилитель 26, вентиль

27, дополнительную обмотку 28, переменный резистор 29, усилитель 30, вентиль 31, дополнительную обмотку 32 возбуждения, конденсатор 33, усилитель 34, вентиль 35.

Устройство работает следующим образом.

Колесо движущей : транспортной машины вращает ротор датчика микрогенератора и индуктирует трехфазную ЭДС в его обмотке 20. Статорные обмотки 20 и 21 датчика и приемника содинены электрически.

Ток, протекающий по обмотке 21, создает вращающийся магнитный поток с частотой вращения, пропорционально скорости движения машины. Постоянный ток, например, от аккумулятора, протекающий по основной обмотке 22 возбуждения, создает в свою очередь

свой магнитный поток, проходящий по

неподвижному консольному сердечнику 8, воздушномузазору, полюсам 3 одно полярности, например N, воздушному зазору, полюсам 4 другой полярности, н&приМер S, воздушному зазору и снова по сердечнику 8. Чередующиеся полюсы N и S сцепляются с противоположными полюсами вращающегося статорного магнитного потока, и ротор 9 приходит в синхронное с ним вращение Результирующий магнитный поток пересекает чувствительный элемент 10 и индуктирует в нем ЭДС. Вихревые, токи взаимодействуя с результирующим вращающимся магнитным потоком, рбуславливгиот появление вращающегр момента чувствительного элемента 10 и поворот его и, соответственно, стрелки 14 на угол, пропорциональный измеряемой скорости движения машины. Пропорциональность обеспечивает дёйствие регулятора 19.

Регулятор работает следуквдим образом. .

Стабилизатор- 23 тока служит для стабилизёщии тока в обмотке 22 при изменении температуры Сс1мой обмотки и температуЕял окружающей среды, т.е. при изменении ее активного сопротивления. Обмотка 28, компенсирующая действие реакции якоря, питается от ;усилителя 26. и вентиля 27, входным сигналом которого является падение

напряжения на резисторе 25, вызванное статорным (якорным) током. При размагничивающей реакции якоря МДС обмотки 28 действует согласно с МДС обмотки 22. Обмотка 32 уменьшает температурные погрешности, вызванные, например, изменениями удельного сопротивления чувствительного элемента 10, упругости противодействующей пружины 13, старением последней. Питается обмотка 32 через вентили 31 и 35 от усилителей 30 и 34, входным сигналом для которых являются, соответственно, падения напряжения на переменном резисторе 29 и конденсаторе 33 неизменной емкости. Ползунок резистора 29 перемещается вместе с осью 11. Резистор реализует зависимость R , где коэффициент пропорциональности; об - угол отклонения или показания стрелки 14, а конденсатор 33 - зависимость Х(« Ko/ где К 2 - коэффициент пропорциональности ; f - частота напряжения питания синхронного микродвигателя. Если погрешность показания стрелки отсутствует, то модули сопротивлений резистора 29 и koндeнcaтopa 33 равны, падения напряжения на них одинаковы, МДС обмотки 32 равна нулю. Если, например, стрелка Hfe доходит до точного значения измеряемой величины, то R результирукАцая МДС обмотки 32 действует согласно с МДС обмотки 22, увеличивает магнитный поток ротора 9 и момент на чувствительном элементе 10, стрелка 14 при этом перемещается к точному значению до тех пор, пока момент чувствительного элемента 10 не уравновесится противодействующим моментом пружины 13. В случае, когда стрелка 14 переходит точное значение измеряемой величины, то R x.f результирующая МДС обмотки 32 уменьшает магнитный поток ротора 9 и стрелка 14 перемещается к точному значению до установления равновесного состояния моментов. И в этом и другом случае стрелка не может достичь точного значения измеряемой величины, но использование усилителей 30 и 34 позволяет эту разницу, т.е. погрешность, значительно уменьшить.

СПИДОМЕТР, содержащий синхронный микродвигатель, трехфазная статорнай обйотка которого соединена с трехфазной обмоткой датчика, обмотку возбуждения, .немагнитный токопроводящий чувствительный элемент, счетный меяанн зм, противодействующую пружину, стрелку со шкалой и источник напряжения,о Т л и ч а ю щ и и с я тем, чтсзу ;Сцелью .повышения точности, он дополнительно снабжен двумя обмотками возбуждения, одна из которых имеет среднняо точку, тремя вентилями, ;.трёмя усилителями, стабилизатором напряжения, стабилизатором тока, постоянным резистором, переменным резистором и конденсатором, при этом постоянный резистор включен последовательно в фазную цепь статорных синхронного микродвигателя .и параллельно входу первого усидителя: выход которого через первый вентиль подключен к первой дополнительной обмотке возбуждения, переменный резистор, движок которого механически .связан со стрелкой, и конденсатор соединены последовательно и включены между двумя фазными цепями статорНых обмоток синхронного микродвигателя, причем переменный резистор включен параллельно входу второго усилителя, выход которого через вентиль подключен к началу и средней точке второй дополнительной обмотки возбуждения, конденсатор подсоединен параллельно входу третьего усилителя, выход которого через третий вентиль присоеди нен к концу и средней точке второй . дополнительной обмотки возбуждения вход стабилизатора напряжения подклю чен к источнику напряжения, а выход к всем усилителям и через стабили00 О) затор тока.к обмотке возбуждения. 0