Датчик скорости электропроводной полосы Советский патент 1977 года по МПК G01P3/52 

1

Изобретение относится к области средств автоматики и предназначено для бесконтактного измерения скорости движения разли ных транспортных устройств, а также может использоваться для измерения скорости дв№Аения прокатной листовой продукции из электропроводного материала с постоянными параметрами.

Известен датчик скорости электропроводной полосы, содержащий постоянные магниты с сердечником и сигнальными катушками, в воздушном зазоре между которыми движется полоса, наводяшая ЭДС в сигнальных катушках ij.

Известен также трансформаторный датчик скорости, соцержаший трехстержневой магиитопровод с обмоткой возбуждения и сиг напьной обмоткой и ярмом, в зазоре между которыми движется электропроводная полоса 2. Однако отмечается их низкая чувствительность и точность измерения, зависящая от параметров электропроводной полсю

Известен также измеритель скорости, включающий магнитопровод, обмотку возбуждения и измерительную обмотку, в которой

индуктируется ЭДС трансформации и ЭДС, возникающая при движении полосы 3j. В нем предусматривается компенсация парамет ров электропроводной полосы. Достигают это путем разбивки измерительной обмотки на две системы катушек, в одной из котоул.(х индуктируется ЭДС от движения полосы. При условии параллельности полосы и плоскости индуктора отношение не должно зависеть от параметров полосы и зазора. Макрсимальную чувствительность прибора дост гают при равенстве величин ЭДС трансформации и движения. Недостатком является его чувствительность к воздействию внешних магнитных полей.

11епь изобретения - повышение точности измерения и помехоустойчивости датчика скорости. Это достигается тем, что сердечники датчика выполнены пятистержневыми с двумя обмотками возбуждения, одна из KOTOffcix установлена на среднем стержне, а другая охватывает первую обмотку я два соседних со средним стержня, и с двумя сигнальными обмотками, расположенными на соседних со с)едним стержнях.

На фиг. 1 показан датчик, вид сбоку; на фиг. 2 - электрическая схема питания обмотки возбуждения и подключения измерительной обмотки.

Обмотка возбуждения 1 и измерительная 2 выполнены из плоских катушек, уложенных в пазы шихтованных сердечников 3 в два слоя. Сердечники 3 образуют зазор, через который проходит электропроводная полоса 4, скорость которой измеряется,

На фиг. 2 приведена схема соединения катушек обмоток возбуждения 1 и измеритель 2, обеспечивающая совместное направление потоков катушек обеих половин обмоток, расположенных на разных сердечниках. Плоскость половины обмоток, расположенных на верхнем сердечнике, изображена условно повернутой относительно его продольной оси на 180 . Обмотки обоих сердечников (фиг. идентичны и представляют собой зеркаль- ные отображения друг друга. Каждая половина обмотки 1 . датчика, расположенная на одном сердечнике, состоит из двух концентрически расположенных большой и малой катушек, соединенных между собой последовательно и согласно по магнитному поток Половина измерительной обмотки 2, находящейся на одном сердечнике, состоит из двух одинаковых катушек, расположенных в пазах симметрично относительно поперетьной оси и соединенных последовательно и встречно. Звездочками на фиг. 2 обозначены начала катушек. Для измерения сигнала, пропорционального скорости перемещения полосы, используется стрелочный прибор 5 магнитоэлектрической системы, включенный йа выходе схемы через выпрямительный мост 6.

На фиг. 1 через Ф. обозначен пульсирующий магнитный поток, обусловленный обмот- кой возбуждения 1, а через Ф., магнитный поток, обусловленный токами, индуктированными в токопроводяшей полосе при ее движении в магнитном поле датчика со скоростью V. Через Фя на фиг. 1 обозначен магнитны погок, обусловленный ;ЭДС трансформации, наведенной в электропроводной полосе 4 пульсирукнциммагнитным полем обмотки возбуждения 1.

Обмотка возбуждения 1 питается одно- фазным переменным током промышленной частоты от источника стабилизированного напряжения и создает в зазоре пульсирук шее магнитное поле. При отсутствии в зазоре полосы 4 напряжение на выходе схемы равно нулю, так как число витков больших и малых KBTyuieK обмотки возбуждения 1 одинаково и при irx последовательном и сог ласном соединении потокосцепление между обмотками возбуждения 1 и измерения 2

равно нулю. При наличии в зазоре покоящейся полосы результирующий по.ток в зазоре также не сцепляется с катушками обмотки измерения 2. При наличии в зазоре движущейся полосы 4 в ней индуктируются токи и часть магнитного потока Фу , обусловленная движением полосы 4 в магнитном поле, будет замыкаться через оба сердечника (фиг. l), сцепляясь с катущками измерительной обмотки 2, в которых появится ЭДС пропорциональная скорости перемещения полосы 4.

Выполнение измерительной обмотки в виде одной группы катушек, установленных на сердечниках по обе стороны полосы, при использовании положительного качества известного измерителя (получение ЭДС трансформации и движения) позволяет со значительной чувствительностью и точноотью получать на выходе обмотки сигнал, амплитуда которого пропорциональна скорости движения электропроводной полосы с постоянными параметрами. Установка серь. печников и замыкание магнитных потоков вдоль направления движения измеряемого объекта сокращает длину замыкания маг нитных контуров, что положительно сказывается на помехоустойчивости, а также по: воляет работать устройству на любом удалении от полосы, которая к тому же может быть и из ферромагнитного материала. При последнем обстоятельстве каждый сердечник работает отдельно в магнитном отношении, а в электрическом - идет просто суммирова ние сигналов от обеих частей измеритель ной обмотки. Наличие внешнего переменного поля и посторонних металлических предмето не вызовет появления значительных помех на выходе измерительной обмотки, так как ее катушки на каждом сердечнике включены встречно.

Формула изобретения

Датчик скорости электропроводной полосы содержащий два установленных с зазором для движения электропроводной полосы шихтованных сердечника с обмотками возбуждения, включенными согласно по магнитному потоку и запитываемыми переменным, током, и измерительными обмотками, включенными встречно, и индикатор, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности измерения и помехоустойчивости, сердечник выполнен пятистержневым с двумя обмотками возбуждения, одна из которых установлена на среднем стержне, а другая охватывает первую обмотку и два соседних со средним стержня, и с двумя сигнальны-

ми обмотками, расположенными на соседни; со средним стержнях.

Источники и ормации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 441512, кл. Q 01 Р 3/5О, 1974.

2.Патент ФРГ № 1523245, кл. 42013/10, 1972.

3.Пивоваров Л. В. Индукционные изме рители линейной скорости и длины. Энергия,

1972. стр. 12.