Устройство для измерения скорости вращения Советский патент 1981 года по МПК G01P3/48 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения скорости вращения объектов с большой точностью.

В настоящее время широко используются измерители скорости вращения объекта П3 которые имеют подвижную часть, вращающуюся синхронно с исследуемым объектом и представляющую собой тахометрический диск или отражатель, и и.неподвижную часть, на которой размещены приемники и преобразователи информации - фотодиоды, источники света, индукционные катушки и т.д.

Из-за наличия в этих устройствах тахометрических дисков и растровых решеток, погрешности изготовления которых весьма значительны, такие устройства имеют погрешности измерения ско- jg рости вращения, не удовлетворяющие потребности производства высокоточных изделий и проведения научных исследований .

Наиболее близким по технической сущности и решаемым задачам к предлагаемому изобретению является датчик, который имеет неподвижный измерительный растр, осветитель, фокусирующий . объектив, отражатель света, размещаемый на вращающемся валу, и светочувствительный элемент, на который подаются импульсы света, отраженные от растра. Частота следования импульсов прямо пропорциональна количеству штрихов на растре и скорости вращения вала CZj .

В данном устройстве колебания временных расстояний между соседними импульсами в сигнале, по которым судят о скорости вращения объекта, зависят не только от скорости -вращения, но и от колебания расстояний между штрихами- растра, т.е. точность выполнения растровой решетки прямо влияет на точность измерения скорости вращения. Учитывая возможности современных линейно-угловых средств измерения, а

также возможности технологии изготовления растра, общая относительная погрешность измерения такого устройства J. 10.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков и повьппение точности измерения скорости вращения.

Цель достигается тем, что чувствительный элемент и модулятор выполнены в виде дискового резонатора, один из дисков которого установлен на вращающемся валу и снабжен возмущающим зондом и противовесом, а другой диск закреплен неподвижно и на нем установлена полосковая линия с коаксиальным разъемом.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 функциональная электрическая схема установки для измерения скорости вращения .

Устройство имеет подвижную обкладку резонатора 1, насаженную на испытуемый вал 2, и на которой закреплены возмущающий зонд 3, балансировочньй груз 4, а также неподвижную обкладку резонатора 5, закрепленную на подставке 6, центральную жилу полосковой jmHHH 7, СВЧ-разъем 8, изоляционную стойку 9, центрирующий штифт 10.

Функциональная электрическая схема установки для измерения скорости вращения в которой используется настоящее устройство, может быть пострена следующим образом.

Устройство 11 через циркулятор; запитывают СВЧ-энергией от генератор 12, синхронизированного генератором опорной частоты 13. Сигнал расстройки через циркулятор поступает на устройство обработки 14i.

Принцип действия предлагаемого устройства состоит в следующем.

Соосно с вращающимся объектом устанавливается кольцевой полуоткрытый коаксиальный (полосковый) СВЧ-резонатор, причем одна .из обкладок резонатора закрепляется непосредственно на вращающемся объекте. В резонаторе при его настройке в резонанс создается система стоячих волн. Условием настройки резонатора является строго соответствие частоты возбуждения одной из его резонансных частот. При этом на длине окружности резонатора укладывается целое число полуволн, резонатор отбирает от источника наибольшую мощность и в питающем .этот

04

резонатор тракте создается режим бегущей волны. Если теперь в поле резонатора внести возмущающее тело, каким является вращающийся синхронно с испытуемым валом зонд, то будет происходить циклическая расстройка резонатора. В те.моменты времени, когда зонд находится в узле поля, расстройка минимальна (есть моменты, когда она

нулевая), а в те моменты, когда зонд находится в пучности поля, расстройка максимальна (и должна быть малой, чтобы в резонаторе оставалось то же количество полуволн).

В соответствии с величиной расстройки резонатора в питающем его тракте появляется отраженная волна, которая может быть зарегистрирована с помощью, например, циркулятора. Сигнал

расстройки является пульсирующим в такт с вращением вала, а количество пульсаций на один оборот вала зависит от числа полуволн, укладывающихся в резонаторе, а значит от частоты настройки резонатора.

Использование в качестве растра системы стоячих волн позволяет снизить погрешность измерения скорости враще шя до 1-10, а также создает

дополнительную возможность легко менять число штрихов в растре путем изменения частоты СВЧ-сигнала.

Изобретение может найти применение в тех областях промышленности и научных исследований, где требуется повышенная точность измерения скорости вращения объекта при минимальном измерительном усилии, например, при испытаниях прецизионных микродвигателей,

лентопротяжных механизмов, высококачественных записывающих и воспроизводящих устройств и т.п.

Формула изобретения

45

Устройство для измерения скорости вращения, содержащее модулятор, связанный с исследуемым валом, и чувствительный элемент подключенный к регистрирующей схеме, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, чувствительный элемент и модулятор выполнены в виде дискового резонатора, один из дисков которого установлен на вращающемся валу и снабжен возмущаюпщм зондом и противовесом, а другой 8 диск закреплен неподвижно и на нем установлена полосковая линия с коаксиальным разъемом. Источники информации, принятые во внимание при экспертиз/

/. f 71070 1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., 1965, с. 456-483. 2. Авторское свидетельство СССР 5 № 382004, кл. G 01 Р 15/08, 1970 (прототип) .

//

fj

//