Устройство для определения скорости и направления вращения вала Советский патент 1975 года по МПК G01P3/42 G01P13/00 

1.

Изобретение относится ж области измерений параметров двигателя.

Известные устройства для определения скорости и направления вращения вала содержат частотный генераторный датчик, создающий на выходе два напряжения, частота которых пропорциональна скорости вращения, а разность фаз между ними равна ±90°, блок преобразования частоты в напряжение и блок определения направления вращения.

Для повышения точности определения направления вращения при малых оборотах и снижения требований к точности изготовления датчика предлагаемое устройство снабжено двумя триггерами Шмитта, входы которых соединены с выходами датчика и выходом блока преобразования частоты в напряжение, а выходы - с блоком определения направления вращения.

На фиг. 1 схематически представлено предложенное устройство; на фиг. 2-диаграммы напряжений в известных устройствах; на фиг. 3-то же, в предлагаемом устройстве.

Устройство содержит частотный датчик 1, зубчатый ротор 2 которого жестко закреплен на валу 3, а зубчатые статоры 4 и 5 с сигнальными обмотками 6 и 7 установлены неподвижно и сдвинуты друг относительно друга; блок 8 преобразования частоты в среднее напряжение, пороговые устройства - триггеры Шмитта 9 и 10 и блок И определения напряжения вращения, представляющий собой устройство для регистрации изменения знака сдвига фаз двух напряжений.

Устройство работает следующим образом. При вала 3 зубцы ротора 2 модулируют магнитный поток, создаваемый статорами 4 и 5, что приводит к появлению в сигнальных обмотках 6 и 7 э. д. с., пропорциональных скорости вращения и сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90° благодаря смещению статоров. Знак фазового сдвпга определяется направлением вращения вала. Кривые а, б - прямое вращение, кривые а, в -

обратное вращение (фиг. 2 и 3). Одно из напряжений подается на вход блока 8 преобразования частоты в среднее напряжение, автоматически смещающее порог срабатывания Unop пороговых устройств - (триггеров Шмитта 9

и 10, служащих формирователями прямоугольных импульсов (кривые г, д, е на фиг. 3, подаваемых далее на блок 11. На входе последнего таким образом, .получаются две последовательности импульсов, фазовые соотнощения

между которыми преобразуются в сигнал, определяющий знак фазового сдвига. Отклонение скважности импульсов упомянутых импульсных последовательностей от 0,5 (кривые г, д, е на фиг. 2) приводит к дополнительному

фазовому сдвигу, суммирующемуся с основным

и снижающему точность определения фазового сдвига. Автоматическое смещение порога срабатывания триггеров Шмитта 9 и 10 позволяет поддерживать скважность, близкой к 0,5 во всем диапазоне скоростей. При малых оборотах, когда скважность значительно отличается от 0,5, напряжение смещения мало, и увеличение порога срабатывания t/nop улучшает форму кривой. При увеличении скорости смещение увеличивается, порог срабатывания приближается к нулю и не влияет на формирование кривой. Кривые г, д, е на фиг. 2 иллюстрируют работу известного устройства, не имеющего автоматического смещения.

Как видно из фиг. 2, скважность импульса в известном устройстве значительно отличается от 0,5.

Следовательно, применение в качестве формирователя порогового устройства с автоматическим смещением дает возможность при любой схемой реализации блока определения направления вращения расширить допуск на

п; готовлсние элементов конструкции датчика Gi;:i сиижения точности опреде; ения нанравлемия вращения.

Предмет изобретения

Устройство для определения скорости и направления вращения вала, содержащее частотный генераторный датчик, создающий на

выходе два сдвинутых на 90° напряжения, частоты которых пропорциональны скорости вращения, блок преобразования частоты в напряжение п блок определения направления вращения, отличающееся тем, что, с целью

повышения точности определения направления вращения при малых оборотах и снижения требований к точности изготовления датчика, оно снабжено двумя триггерами Шмитта, входы которых соединены с выходами датчика и

выходом блока преобразования частоты в напряжение, а выходы - с блоком определения направления вращения.

fib/XO

, ьглачина скорости)

Вы)(од (Напрабление Вращениям

иг 1

Q . fV

2

Фи. J