Тахометр с использованием эффекта баркгаузена Советский патент 1979 года по МПК G01P3/48 

. ,I . „ . , Изобретение касается контроля и регулировашш и может быть использовано для измерения малых угловых скоростей. Известны измерительные преобразователи, использующие эффект Баркгаузена в ферромаг нитиых материалах 1. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является тахометр с использованием эффекта БаркгаузеНа дня измёрёиш уг ловых скоростей порядка 10 рад/с 2. Он содержит полюсный ротор, статор и pemcTpiipyющую аппаратуру. Статор выполнен составным из немагнитной основы и кольцевого ферромагиитного сердечника,- на котором расположена кольцевая равномёрная обмотка. Угловая дпина статорной обмотки кратна четному числу поаюс ных делений ротора. Регистрирующая ашзратура включает усш1итеяь и частотомер. При вращении ротора ферромагнитнь1Й сердечник перемапшчивается и в статорной обмотке индуцируются иМ пульсы ЭДС - скачки БаркгаузёНа. ИмПульсы усиливаются усил11телем и регистрируются частотомером. Средняя частота скачков пропорцнональ )й угаовой скорости вращения ротора. Недостаткомэдого тахометра является значительная динамйчй:каяЖгрё1шЬот, вбзника- ющая при изменённи знака утловой скорости контролируемого объекта. Эта погрепшость вызвана гистерезисом Штёрйала ферромагнитного сердешгика статора. ., Цель изобретении - уменьшение времени установления выходаого сиг1г;ала прй ёверсе скорости. ; - - ...--;. . : : . . .-. - :: Это Достигается Тем, что тахометр с использованием эффекта Баркгаузена Дополнительно снабжен двумя муфтами обратного хода, вторьсм полюсным ротором и дополнительньтм статором, при этом полюсньхе роторь связаны с ведущими полумуфтами муфт обратного хода,-а статорные обмотки соединены последовастельно и подключены к регистрирующей аппаратуре. На фиг. приведена структурная схема тихо, на фиг. 2 - тахометр, общий вид; на фиг. 3 - то же, разрез А-А на фиг. 2. Контролируемый объект, вращающийся с угловой скоростью W, жестко связан с ведущими полумуфтами 1 и 2 муфт обратного хода. Ведо мые полумуфты выполнены в виде полюсных

роторов 3 и 4 и могут вращаться в направлениях, показанных стрелками. Если контролируемый объект вращается с угловой скоростью, знак которой йлевнбпгрйнят положительным, и включена полумуфта 1, то ведомая полумуфта - полюсный ротор 3 будет вращаться с угловой скоростью, равной угловой скорости контролируемого объекта, а полюсный ротор 4 останется в прежнем положении. В обмотке статора 5 индуцируются импульсы ЭДС, которые усиливаются усш1Ителем 6 и регистрируются частотомером 7. При изменении знака угловой скорости контролируемого объекта полумуфты 1 и 3 рассоединяются, перемагничивание статорного сердечника 5 прекращается, ЭДС на выходе обмотки этого сердечника становится равной нулю. Полюсный ротор 4 при этом вращается с угловой скоростью равной угловой скорости контролируемого объекта, вследствие соединения этого ротора с полумуфтой 2. Сердечник статора 8 перемагничивается, на статорной обмотке возйикшы импульсы ЭДС, которые усиливаются усилителем и регистрируются частотомером. Таким образом, при изменения 1 аправления 18ращения контролируемого объекта прс исходит механическое переключекие полюсных роторов за счет муфт обратного хода. Статорные сердечники всегда перемагничива1бтся только в одном направлеиии, и динамической пшрешности от гистерезиса не возникает. Входаой вал, соединяемый с контролируемым объектом, хжстко связан с ведущими полумуфтами 1 и 2 муфт обратного хода. Ведомъ е полумуфты 3 и 4 вьШОлнен} в виде полюст 1х роторов. Основной и дополнительный статоры включают общий немагнитный каркас 9 и статорные сердечники 5 и 8. Сердечники статоров представляют из себя спирали из стали У8 с навитыми на них равномерными обмотками. Каждая муфта обратного хода помимо ведущей и ведомой полумуфт содержит два шарика 10, которые поджимаются пружинами 11 (фиг. 3). Если вал вращается по часовой стрелке, то ведущая полумуфта 2 проскапьзьюает относительно полюсного .ротора 4, вследсгв не чего этот ротор остается неподвижным. При вращении вала против часевой стрелки щарики 10 заклиниваются между голумуфтами 4 и 2, и угловая Скорость враще:ния ротора 4 равна угловой ckbpoctH

вращения вала, а следовательно, и контролируемого объекта. Пружины 11 обеспечивают постоянт.1Й контакт щариков 10 с обеими полу муфтами, а надежное заклинивание щариков обуславливается специальным профилем рабочей поверхности полумуфты 2. В данной конструкции тахометра при вращении вала по часовой стрелке вращается ротор 3 и перемагничивается статорный сердечник 5. При вращении вала против часовой стрелки вращается ротор 4 и перемагничивается статорный сердечник 8.

Использование муфт с больщим моментом трения между полумуфтами в выключенном состоянии, либо возрастание этого момента по каким-то причинам может резко увеличить суммарную погрещность тахометра. Указанное явление возникает, когда момент трения между полумуфта п1 превыщает момент трения в подщипниках муфты. В частности, при вращении вала по часовой стрелке ротор 4 также вращается в том же направлении, и положительный эффект не достигается. С целью устранения влияния момента трения муфты обратного хода на точность измерения на торцовых поверхностях роторов 3 и 4 установлены тормозные прокладки 12. и 13.

Формула изобретения

Тахометр с использованием эффекта Баркгаузена, содержащий полюсный ротор, статор с кольцевой равномерной обмоткой и регистрирую1цую аппаратуру, отличающийся тем, что, с целью уменьщения времени установления выходного сигнала при реверсе скорости, в него введены две муфты обратного хода, второй полюс1а 1Й ротор и второй статор, при этом 1Юлн}С1&1е роторы связаны с ведущими полумуфтами муфт обратного хода, а статорные обмотки соединены последовательно и подключены к регистрируницей аппаратуре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Новицкий П. В. и цр. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., 1970, с. 221-228.

2.Авторское свидетельство СССР N 451010, кл. G 01 Р 3/48, 1971 (прототип).

П

9иг.2

Л-А

Ю

Фиг.З