Центробежный тахометр Советский патент 1944 года по МПК G01P3/16 G01P3/36 

В предлагаемом центробежном тахометре под действием центробежной силы грузов- втулка (тарелка), несущ ая зеркапьце, переме1цает ся вдоль оси (валика) регулятора. Это перемещение, выраженное ТОЛЬКО через число оборотов и ностоянные величины, в пределах упругости материала пружин тахомет1}а, несущих центробежные грузы, пропорционально числу оборотов в четвёртой степени. Ввиду этого возможио получить тахометр высокой чувствятельнасти и большой точности.

В предлагаемом тахометре съём линейных перемещений осуществляется без какого-либо механического воздействия на чувствительную подвижную систему, чем и достигается высокая чувствительность, быстродействие и большая точность прибора.

Съём линейных перемещений и превращение их в электрические величи1ны осуществляется с помощью ешти ческай системы..

Прибор может быть использован как для стабилизации определённо скорости, так и для измерения числа оборотов.

Сущность изобретения, заключающаяся в о-собой форме выполнения отражательных нрисно-соблений. поясняется чертежом, ira котором 1;зображена принциннальная конструкция предлагаемого тахометра.

Предлагаемый тахометр состоит из следующих частей: 1 - центробежные грузы; 2 - пружины, несущие грузы 1; 3 - тарелка, аакреплённая неподвижно на ося (в-алике) 20; 4 - подвижная .муфтавтулка, перемещающаяся (В1Доль ва.HiKa 20; 5 - зеркальце, представляющее собою два усечённых конуса, разделённых очень тонким цилиадрическим нояско.м; зеркальце неподвижно связано с муфтой 4; 6 - цилинд 5ическа;я В1тулка, служгщая для неподвижного соединения зеркалец 5 и 7; 7 - зеркальце, представляющее собою сферический поясок; чтобы не было мёртвой зоны (когда луч света совпадает с. плоскостью больщого круга) по больщ.О;Му кругу прохадит поясок треугольного сечения; 8 и 9 - двояковыпуклые собирате.льные линзы, в главных фокусах которых находятся фотоэлементы; 10 и И - фотоэлементы с внещним фотоэффектом; 12 - призма полного внутj eiiiiero отражения; onai может пе1)ел1ещатьСя вверх или вниз с полющыо микрометрического amiTai 14; J3 и 19 - электрические лампы накаливания с оптической системой для получепия пучка света,; 14 - 1гикрометр,ический винт, на- который посажено коиическое зубчатое колесо 15; 15 и 16 - коническая пе)едача; 17 - стрелка с установочlUJM штифтом 18 и ручко 21; 20 - валик центробежного тахометра, жёстко связанны с контролируемым соъектом; 21 - шка.ла числа оборотоВ.

Когда число оборотов п О, луч света от лампы 19 попадает па зе 1кальце 7 И отражается па нулевую точку шкалы. При возрастании чис:и оборотов грузы 1 под действием центробежпо силы будут расходиться, поднимая муфту 4 и зеркальца 5 и 7. Луч света, посылаемыii ллмпо) 19, отражаясь от зеркальца 7, будет показывать па шкале 21 число оборотов э даиный момент.

Для стабилизации скорссти поступают следующим обравом.

Положим, требуется поддерживать число оборотов постояннь. Для этого поворачивают ручку 21, а с neii зубчатое колесо 16 И( стрелку 17 до тех нор, нока штифт 18 не во11дёт в гнездо, соответствующее По. Благодаря наличию конической передачи и микрометрическому вИ-нту одновременно будет пере eщaтьcя и приз-ма 12. Перемещение призмы 12 строго равно перемещению зеркальца 5 при измеие Н«и числа оборотов от О до по {опреде-ляется по расчёту).

С увеличением числа оборотов от нуля зеркальце 5 начнёт поднилгаться. Однако, нока луч света, отражённый призмой 12, не попадёт :на зеркальце 5, фотоэлементы ме .освещается и управляемая ими система регулирования бездействует. Для большой надёжности автоматическая система регулирования приводИТся В действие не при чис.че оборотов По, а несколько меньщем по - т, где щ выбирается в: зависимости от конкретных услови . Высота одного усечённого конуса

рг:ы1 смещению зеркальца 5 при увеличении числа оборотов на ш.

При п По - ш луч света от призмы 12 нопадёт на зеркальце 5, отразится от него, пройдёт через ;тнзу 9 и попадёт па фотоэлемент 10. Фототок усиливается электронным усилителем и управляет так, чтобы число оборотов у1В.еличилссь. Система регулирования автоматически доводит п агрегата до По.

При п По луч от призмы 12 попадёт на1 цилиндрический поясок и отразится обратно. Фотоэлементы )е освещаются. Однако, благодаря инерции управляемого агрегата, скорость последнего превысит по, луч отразится от нижпего конуса, пройдёт через линзу 8, попадёт на фотоэлемент 11, фототок которого усиливается электроиным: усилите.чем и унравляет системо регулирования так, чтобы число оборотов агрегата уменьшилось. По инерции aiperaT уменьшит скорость (меньше По), луч света понадёт на верхнее коническое зеркальце, отразится, пройдёт через линзу 9 па фотоэлемент 10 и т. д.

Путём такой динамической компенсадии можно весьма точно и совершенно автоматически поддер.жив;;ть число оборотов практически постоянным.

Pl3 рассмотренного следует, что управляемые и управляющие механизмы могут нахсдиться практически на любых расстояниях от контролируемого объекта, так как управление (регулирование) производится усиленньм фототоком При конструктивной разработке можно предусмотреть устройство для очистки оптических частей. При небольших конструктивных изменениях молхно употреблять эту систему только как тахометр, как стабилизатор скорОсти или как автотахометр.

В описанном тахометре фотоэлементы работают на световой поток (фотоэлемент освещается - схема срабатывает). Поэто.му здесь не влияют, до известных пределов, потеря чувствителькс сти фотоэлементом и изменение светового потока лампы накаливания.

Снабдив тахометр «оптическим клином, расположенным параллельно шкале 21, и собирательной линзсй, направляющей прошедший через клин луч света па фотоэлемент (на чертеже не показаи), можно осуществить дистанционную аередачу скорости на расстояние. В этом случае с свещение фотоэлемента нр/1 псремеше.чии зеркальца 7 меняется (вследствие наличия оптического клина) и соответсгвенно меняется фототок, который после усиления нередаётся к электрическому измерительному прибору.

Предлагаемый тахометр может быть применён для нзмерения высоты контролируемого объекта над уровнем земли и для стабилизации высоты. В этом случае число оборотов валика 20 должно быть строго ностоянным. Так как ускорение силы

J /1 „

тяжести g 1 ( ; , где R - расvKv

стояние от центра земли до данной точки, а g входит в выражение для смещения зеркал, то с изменением высоты будет изменяться смещение зеркала, которое будет уловлено световым л}чом.

Предмет и з о б р е т е и и я

Центробежный тахометр с фотоэлементами и отражающим приспособлением, укреплённым на подвижHoii муфте, о т л и ч а ю щ и ii с я тем, что отражательное приспособление состоит из двух систем, из которых одиа, слуи-сащая для подачи и myльcoв управления фотоэлементам, выполнена из двух зеркальных усечённых конусов, соединённых зеркальным цилиндрическим нояском, а вторая система, служащая для напра;вле Н1Я луча на измерительиую шкалу, выполнена в вйде зеркального пояска.

//