Устройство для контроля скорости вращения Советский патент 1991 года по МПК G01P3/46 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля скорости вращения валов или других рабочих органов механизмов и машин. Цель изобретения - упрощение подстройки устройства, повышение чувствительности его работы и расширение диапазона контролируемых скоростей,

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 и 3 - возможные схемы соединения обмоток в измерительном блоке.

Устройство включает неподвижный, ра- диально намагниченный источник постоянного магнитного поля 1, токопроводящий цилиндр 2, связанный с котролируемым рабочим органом 3, первый тороидальный сердечник 4 с обмоткой 5, второй тороидальный сердечник 6 с обмоткой 7, измерительный блок 8, регистрирующий прибор 9, трансформатор питания 10. Устройство также снабжено дополнительной третьей обмоткой 11, витки которой охватывают оба тороидальных сердечника 4 и 6. Первый тороидальный сердечник 4 с обмоткой 5 расположен внутри то коп ро водящего цилиндра 2, т.е. по другую сторону цилиндра 2 относительно расположения источника постоянного магнитного поля 1. Тороидальные сердечники 4 и 6 размещены симметрично в поле постоянного магнита 1. Токопроводящий цилиндр 2 размещен так, что он пересекает ту часть магнитного потока, которая замыкается по первому тороидальному сердечнику 4, т. е. его торец расположен в плоскости, проходящей между сердечниками 4 И 6. Как и в прототипе источник постоянного магнитного поля 1 может быть связан с контролируемым валом 3, тогда сердечники 4 и 6 с обмотками 5 и 7 будут расположены снаружи цилиндра 2. В качестве источника постоянного магнитного поля 1 могут быть использованы постоянные магниты или электромагниты. Цилиндр 2 выполнен из любого токопроводящего, но немагнитного, материала. Целесообразно использовать обмотки 5 и 7 с одинаковым количеством витков из провода одного сечения, а сердечники 4 и 6 с идентичным., основными магнитными характеристиками. Чтобы в процессе эксплуатации сердечники 4,и 6 не смещались один относительно другого, конструктивно и желательно выполнить входящими в единый блок, крепление сердечников 4 и 6 с обмотками 5 и 7 на фиг, 1-3 не показано. Включение обмоток 5,7 выполнено по схеме на фиг.2 или 3, т.е. по дифференциально-трансформаторной схеме включения.

Устройство работает следующим образом.

При невращающемся вале 3 производят подстройку устройства, устанавливая сердечники 4 и б с обмотками 5 и 7 относительно источника постоянного магнитного поля

1 так, чтобы регистрирующим прибором 10 фиксировать нулевой уровень сигнала. Если нулевого сигнала нет, то этого добиваются смещением сердечников 4 и 6. При достижении нулевого сигнала через оба сердечника

0 замыкаются магнитные потоки равной величины, подмагничиваются они в равной степени и на обмотках 5 и 7 будут получены равные величины напряжений. При вращении контролируемого вала 3, а вместе с ним

5 и токопроводящего цилиндра 2 в последнем наводятся вихревые токи, которые создают свой магнитный поток, направленный встречно магнитному потоку источника постоянного магнитного поля 1 и снижающий

0 долю магнитного потока, подмагничиваю- щего тороидальный сердечник 4. При этом увеличивается доля магнитного потока, замыкающая через сердечник 6. Таким образом, по мере увеличения скорости вращения

5 токопроводящего цилиндра 2 происходит перераспределение магнитного потока источника постоянного магнитного поля 1, замыкающегося по тороидальным сердечникам 4 и 6 - уменьшается доля, замыкаю0 щаяся по сердечнику 4, и увеличивается доля, замыкающаяся по сердечнику 6. Такое перераспределение магнитного потока ведет к уменьшению подмагничивания сердечника 4 и увеличению подмагничивания сердечни5 ка 6, вследствие этого к изменению индуктивности этих обмоток и к увеличению крутизны регистрируемого на выходе измерительного блока 8 сигнала при изменении контролируемой скорости вращения, что

0 обеспечивает повышение чувствительности и расширения диапазона контролируемых скоростей устройства.

Формула изобретения Устройство для контроля скорости вра5 щения, содержащее концентрично расположенные источник постоянного магнитного поля радиальной направленности и токопроводящий цилиндр, связанный с контролируемым рабочим органом, первый

0 тороидальный сердечник с размещенной на нем первой обмоткой, расположенный в зазоре магнитопровода по другую сторону токопроводящего цилиндра относительно источника постоянного магнитного поля,

5 трансформатор питания, измерительный блок, регистрирующий прибор, подсоединенный к выходу измерительного блока, о т- л ичающееся тем, -что, с целью повышения чувствительности и расшире- ния диапазона контролируемых скоростей,

в устройство дополнительно введены расположенный в зазоре магнитопроводэ над первым тороидальным сердечником второй тороидальный сердечник с размещенной на нем второй обмоткой и третья обмотка, витки которой размещены на обоих тороидальных сердечниках, один из торцов токопроводящего цилиндра по высоте зазора магнитопровода расположен в плоскости, проходящей между первым и вторым тороидальными сердечниками, а первая, вторая и третья обмотки соединены в измерительном блоке по дифференциально трансформаторной схеме включения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля скорости вращения валов или других рабочих органов механизмов и машин. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона контролируемых скоростей. При вращении контролируемого вала 3, а вместе с ним и токопроводящего цилиндра 2, в последнем наводятся вихревые токи, создающие магнитный поток, снижающий долю потока под- магничивающего сердечника 4. При этом по мере увеличения скорости вращения вала происходит перераспределение замыкающегося по сердечникам 4 и 6 магнитного потока, снижается подмагничивание сердечника 4 и увеличивается подмагничивание сердечника 6. На выходе схемы измерения регистрируют выходной сигнал, амплитуда которого зависит от скорости вращения. При этом обеспечивается большая чувствительность устройства при изменении-скорости вращения вала, расширяется диапазон контролируемых скоростей. 3 ил. ё о ся о 00 Os со Фиг f

10

Фиг 3

7 6