Сегнетоэлектрический тахометр Советский патент 1982 года по МПК G01P3/48 

(04) СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТАХОМЕТР

V

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения малых скоростей вращения,

В настоящее время для измерения скорости вращения широко используются импульсные датчики скорости 1 .

Известны также тахометры с использогванием эффекта Баркгаузена в ферромагнетиках, содержащее полюсный ротор, .статорную обмотку, кольцевой ферромагнитный ,р сердечник, усилитель импульсов от скачков Баркгаузена, частотомер 2 .

Недостатком такого тахометра $голяется ограниченный верхний предел измерения скорости. При измерении скорости враще- ,5 ния по средней частоте импульсов не все импульсы считываются. Увеличение скорости вращения приводит к перекрытию отдельных импульсов.

Наиболее близюгм по технической сущ-20 ности к предлагаемому является тахометр с использованием эффекта Баркгаузена в ферромагнитных материалах, который содержит полюсный ротор, статорную обмотку.

кольцевой ферромагнитный сердечник, усилитель импульсов и детектор 13 3 .

Недостатками известной конструкции являются ее сложность, неравномерность распределения скачков Баркгаузена в cTatope, необходимость создания изменяющегося магнитного поля для перемагничивания участка ферромагнетика, наличие измерительной обмотки, нижнего фильтра частот и индикатора., Указанные недостатки обуславливают ограниченность функциональных возможностей прибора.

Цель изобретения. - упрсщение конструкшш тахометра.

Поставленная цель достит ается тем, что в тахометре, содержащем ротор, статор и анализирующую аппаратуру, ротор выполнен в виде сегнетоэлектрического датчика импульсов, размещенного на рычаге с двумя электрическими контактами, а статор выполнен в виде изоляционного диска, снабженного секторной электропроводной пластиной для замыкания контактов, при этом выводы сегнотоэлектрического датчика импульсов и электрические контакты подключены к ана/шзир|ующей аппаратуре.. . Применение сегнетоэлекчгрика в качестве датчика значительно утгрошает кон струкцию прибора, исключает ферромагнит ный материал, используемый, в прототипе в качестве датчика импульсов, статор, создающий переменное магнитное поле, измерительную обмотку, кольцевой ферромагнитный сердечник.. Устранение указанных конструктивных узлов позволяет сни зить СТОИМОСТЬ предлагаелого тахометра по сравнению с прототипом, уменьшить его массу и упростить изготовление. Предлагаемый сегнетоэлектрический тахометр основан на эффекте Баркгаузена в сегнетоэлектриках. На фиг. 1 представлена принципиальная схема конструкции прибора; на. фиг. 2 - нарастание числа скачков переполяризации во времени после приложени Поля в монокристалле триглицинсульфи- та (ТГС). Предлагаемый тахометр содержит сегнетоэлектрический датчик 1 импульсо закрепленный на подвижном рычаге 2. Контакты от датчика подключаются к , анализирующей annapaiJ pe: усилителю 3 импульсов и пepecчeтнo Iy устройству 4. Датчик помещается в. экран:ирую11шй металлический кожух 5, рычаг 2 вместе с датчиком 1 может вращаться вокруг оси 9. В рабочей зоне с помощью метал лической пластины 6 к датчику подключается постоянное по величине и направлению электрическое поле. Источник тока . необходим для подачи на датчик 1 импульсов электрического поля, вызывающую перестройку его доменной структуры и скачки переполяризации. Делитель напряжения S п позволя ет получать поле необходимой величины. Переключатель 9 позволяет изменять направление электрического поля, подаваемого на датчик 1 импульсов. Реле Р осуществляет подключение электрическог поля к датчику 1 в начале рабочей зоны 2 и отключение поля от.датчика в конце рабочей зоны. Принцип работы прибора заключается в следующем. При помещении сегнетоэлектрика в постоянное по величине электрическое по в сегнетоэлектрическом образце начинается, перестройка доменной структуры, сопровождающаяся скачками переполяризацни. Число скачков переполяризации с течением времени возрастает (фиг. 2) 14 Когда перестройка доменной структуры аканчивается, число скачков переполяизации не изменяется, кривая зависимости числа скачков переполяризации от вре- ени N(t) выходит на насыщение. В зависимости от времени нахождения егнетоэлектрического образца в поле число скачков переполяризации будет . различным. Время нахождения образца в оле определяется скоростью вращения рычага 2. Зная число скачков переполяриации N и линейные размеры зоны, можно определить скорость вращения. П р и м. е р , Образец сегнетоэлектрического кристалла триглицинсульфата помещается в электрическое поле Е 0,1 кВ/см. Число скачков переполяризации определяется с помощью пересчетного устройства 4. По градуированной кривой N(f (фиг. 2) определяется время нахождения образца в поле. Используя формулы кинематики криволинейного движения, определяется угловая скорость Где г - радиус вращевращения jo - Использование предлагаемого изобретения в сравнении с известными устройствами позволяет снизить себестоимость прибора за счет исключения используемого в прототипе ферромагнитного материала в качестве датчика импульсов, статора, кольцевого ферромагнитного сердечника, уменьшения массы устройства и упрощения конструкции. Формула изобретения Сегнетоэлектрический тахометр, содержащий ротор, статор и анализирующую аппаратуру, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции тахометра, ротор выполнен в виде сегнетоэлектрического датчика импульсов, размещенного на рычаге с двумя электрическими контактами, а статор вьшолнен в виде изоляционногодиска,, снабженного секторной электропроводной пластиной для замыкания контактов, при этом выводы сегнетоэлектрического датчика импульсов и электрические контакты подключены к анализирующей аппаратуре. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., 1965, с. 464467.

N. 451010, кл. G 01 Р 3/48,№ 6355О6, кл. G О1 Р 2/48. 1978

1974.(прототип).