Датчик для измерения смещений оси вала Советский патент 1983 года по МПК G01B7/14 G01B7/315 

Изобретение огносигся к конгрольнонгмерительяой технике и авгомагике и может быть жлюльэовано для опредепения смешения оси вала врашакхцейся меан ны, например, эпекгрическрй, в осевом и радиальном направлениях. Известно. устройство для измерения радиального смещения оси вращающегося вала, содержащее электромагнитные п ре об разователи величины врзд |шного эааора между вращатоЕцейся и неподвижной частями машины в электрический сигнал Однако с помощью такого устройства можно определить смещение только в одном направлении, соответствующем расноложению этик преобразователей. Наиболее близким тесжшческим рёшенне S изобретению является датчик для измерения смещений оси вала, содержащий зубчатый ротор из магнитомягкого материала и статор, вьшопненный в виде равномерно расположешвж по. периметру п -образных магнитов с измерительными о бмогка га„ Рабочие поверхности зубчатого ротора и п-офазных магнитов вылопнень цилиндрическими 2 , Недостатком этого датчика является невозможность измерения осевых смещешй вращающегося вала. HenSj изофетения - обеспечение из«мерений осевых смещений вала. Посгавленная цепь достигается тем, что в датчике для измерения смещений оси вала, содеракашем зубчатый ротор из магнитомягкого материала, и статор, выполненный в виде равномерно расположенных по периметру П -образных магнитов с иетлерительными обмотками, рабочие поверхности зубчагог-о ротора и П-образны магнитов выполнены конусными с одинако вым углом конусности. На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый датчик для измерения смещения оси вала; на фиг. 2 - то же, про™ дольный разрез. Датчик содержит зубчатый ротор 1, выполненный из магнитомягкого материала и расположенный на валу 2, а также статор, выполненный в виде равномерно расположенных по периметру П-образных магнитов 3 - 6, На П-образкых магнитах намотаны измерительные обмотки 7, сигналы которых обрабатываются с -помощью блока 8 обработки сигналов, а pe-s эупьтат измерения наблюдается на иэмерительном приборе 9. Датчик для измерения смешений оси вала работает следукщим офазом. При вращении вала 2 магнитная проводимость воздушного зазора между зубчащм ротором 1 н наконечниками П-обраэных магнитов 3-6 периодически изменяется, что вызывает соотйетствукяаее изменение магнитных потоков, пересекающих витки измерительных обмоток 7, вследствие чего в них наводится ЭДС, При отсутствии радиального и осевого смещений вала амплитуда ЭДС во всек обмотках одинакова вследствие равенства воздушного зазора между рабочей поверхностью зубчатого ротора 1 и поверкностями П-образных магнитов 3-6. При появлении постоянного смещения в осевом или радиальном направлетшх или в том и другом направлениях одновременно происходит изменение величин воздушных зазоров между рабочей поверхностью зубчатого ротора 1, к поверхностями П образных магнитов 3 - 6, и, соответственно, связанное с этим изменение магнитной проводимости воздушяьзх зазоров и ЭДС в измерительньк обмотках 7. Сигналы обмоток 7 поступают в блок 8 обработки сигналов, где происходит их обработка до определенному алгоритму, после чего результирующий сигнал регистр рируе-тся на измеритеяьном приборе 9. Например, при радиальном смещении ротора в Вертикальном (или горизантальном) направлении величину смещения можно оценить по изменению разности ЭДС измерительных обмоток 7, находящихся на диаметрально распопоженньвс П-ооразных магнитах 3 и Б или 4 и б, соответственно. Суммарная .же величина ЭДС всех измерительных обмоток магнитов 3-6 при радиальном смешени оси вала остает;ся постоянной. При наличии осевого смещения вала 2 сумма ЭДС обмоток магнитов 3-6 иэменяет свою величину в зависимости от направления смешения оси вала 2 от первоначального положения. Для исключения возможного механического ссшрикосновения зубчатых поверхностей ротора 1 и П-образных ма лгатов 3-6 -необходимо, чтобы отношение велич1 « ны осевого смещения бъшо меньше или равно fcgo(./2, где oL угол конусности рабочих поверхностей зубчатого ротора и П-образных магнитов. Для исключения влияния магнитной роводимости торцовых магнитных потоков осевая длина конусной првер(хности отора 1 должна быть fonHue осевой

Д1ШВЫ кованой поверснсх тя П-офвэвьк магавпж 3-6.

Вьшолневве рабочих поверхностей аубч того ротора в П-обрвоок магттов ковусвымв поэволяег расвтрить функшю- . вольные возмсжноств датчике вамереввя

смшценвй оси вела, так как позволяет . измерять постоянные во 1вр«ъ еяв как. осе вые, так в радиальные смешения вала, как вращающегося - при возбэжденни датчика от постоянщ к мапшгов, тек и веподввжвого - про воэвзокдшгав 9го от алекгромагнитов.

,ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ ОСИ ВАЛА, содержащий зу&чатый poTojJ на магвмтомягкого матери ла и статор, Ееьшолнёнкый в виде рааномер но расположенных: по периметру п -обраэнызс магнитов иэмеритепьньпли обмотками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения осевык смешений вала, рабочие поверхности зубчатого роторами й-образных магнитов taaполнены конусными с одинаковым угпом конусности.