Датчик углоой скорости Советский патент 1977 года по МПК G01P3/48 

Изобретение относится к шформационяоизмерительной технике и может быть использовано для измерения угловых скоросте и преобразования их в электрический сигнал высокой частоты. Известны датчики угловой скорости, частота слеДСеанияИмпульсных электрических выходных сигналов равна измеряемой угловой скорости { 1} 2 , Известны также электрические микромашины, которые в режиме генератора обеспе чивают электрический сигнал, пропорциональ ный угловой скорости, с частотой бопыией, чем у обычного генератора 3 J . Такие устройства содеряшт статор и ротор с открытыми пазами, имеющими одинаковый зубцовый шаг, и тороидальную обмотку возбуждения, Возбуйсдаемый тороидальной обмоткой мо дупировйнный магнитный поток индуктирует в обмотке статора э.д.с. с частотой, равной произведению числа пазо1ё ротора и частоты вращения. Недостатком известных устройств является невысокая частота выходного , так число зубцов ротора и статора имеет конечное значение при ограннченных габаритах датчика, что снижает точность при (язMepeHtmx малых угловых скоростей {ij , Цель 5«эобретения - повышение точности измерения угловой скорости и получение высокочастотного выходного сигнала пря низких частотах вращения ротора датчика. Это достигается за счет размешения , между двумя крайними пакетами статора ц ротора дополнительных зубчатых пакетовстатора и ротора, число котоуых равно 2 л. где П O,lj2s. о, а все пакеты статора и ротора чередующуюся магнитную связь, при этом каждые два соседних-магнитосвязанных пакета ротора смещены один относ тельно другого на половину зубцов ЯО деления, а каждая последующая пара смешена относительней предыдущей на четверть зубцоBcfo делений при совпадении между собой пазов всех пакетов статора, В результате такого размещения пройсхсщит многократное прохождение магнят ного потоке посто$шно1Ч магнита через во оугиныв зазоры, между вращающимися чв тями ротора и статора. За счет этого пос тоянный магнитный поток магнита неодно spa-mo модулируется пазами ротора в инду тирует в обмотке статора эл.с. частотой fg равной fn у rt7 f JififZ J - частота вращения ротора датчш Zg число зубцов ротора датчика, Г - число воздушных зазоров межд статором и ротором, лежащих на пути постоянного магнитного потока магнита. Выбирая число л и tg достаточно большими, можно получить на выходе датчика сигнал с частотой, намнсяго большей частоты вращения ротора датчика. На чертеже представлена конструктивная схема датчика угловой скорости. Статор датчика состоит из ферромагнит ных пакетов 1 и 2, расположенных в ферромагнитных контактных кольцах 3 и 4, межД; которыми находится кольцевой магнит 5 с осевой намагниченностью. В расссматриваемом случае магнит расположен н статоре с целью уменьшения момента инер ротора. Кроме того, статор содержит пакеты 6, 7 и 8, 9, расположенные в ферромагнитных обоймах 10 и 11 попарно. Ротор датчика состоит из ферромагнитных втулок 12, 13 и 14, на которых расположены попарно пакеты 15 и16, 17 и 18, 19 и 2О. Обмотка датчика 21 выполнена кольцевой и расположена на статоре чмежду крайними пакетами 1 и 2. Вал ротора 22, с целью исключения возможности прохождения магни-гаогр потока по валу, выполнен немагнитным; Поверхности всех пакетов статора и ротора, обретенные друг к другу, имеют одинаковые числа зубцов. Каждый из пары пакетов ротора, расположенных на одной из втулок 12, 13 и 14, развернут отнсх:ительй но другого на половину зубцового деления а каждая последующая пара пакетов-ротора, расположенная на одной втулКе, сдвинута в пространстве относительно предьшушей Нары на четверть зубиового деления. При этом пазы всех пакетов статора должны совпадать между собой. Возможно и другое выполнение датчика, в котором все пакеты статора, распопоженные в одной обойме, сдвинуты относительно друг друга на четверть зубиового деления. При этом каждый последующий пакет статора, находящийся в паре с другим или самостоятельно, сдвинут относительно предыдущего на подо-, вину зубцового деления. Принцип действия датчика yrnoeof скороста заключается в следующем . Поток постоянного магнита 5 проходит по пакетам статора и ротора, как показано на чертеже, и моделируется зубцами статора и ротора, В обмотке 21 индуктируется 9.Д, с. с частотой fcr i - число зубцов на одном из пакетов статора или ротора, J - частота вращения ротора, П число воздушных зазоров на пути потока постоянного магнита,(В приведенном на чертеже примере М 6). Предлагаемый датчик мался абаритен, он ложет найти широкое применение в системах автоматики. Формула изобретения Датчик угловой скорости, состоящий из зубчатых пакетов статора и ротора, между которыми расположены кольцевая обмотка и постоянный магнит с осевой намагниченностью, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения угловой скорости и получения высокочастотного сигнала при низких частотах вращения ротора датчики, межДу двумя крайними ракетами статора и ротора размешены дополнительные зубчатые пакеты статора и ротора, число которых равно 2п , где П О, 1,2,, .. I а все пакеты статора и ротора имеют чередующуюся магнитную связь, при этом каждые два соседних магнитосвязаьгаых пакета ротора смещены один относительно другого на половину зубцового деления, а каждая последующая пара смещена относительно предыдугпей на четверть зубцового деления при совпадении между собой пазов всех пакетов статора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР NO 213430 G01 Р 3/48, 1968. 2.Авторское сввдетельство сССР № 32372О, кл, G 01 Р 3/48, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР № 157ОО2, кл. G 01 Р 3/48, 1963.

S П 9

f7 8 }g