Изобретение относится к бесконтактным датчикам импульсов для измерения угловой скорости вращающихся устройств, например крьшьчатых микроанемометров, и может быть использовано там, где требуется минимальное тормозящее воздействие на объект и малые габариты датчика.
Известны импульсные датчики угло.вой скорости, статор которых для повышения глубины модуляции и устойчивости к помехам и вибрациям дополнен постоянным магнитом и специальным его размещением 1.
В этих датчиках взаимодействие достаточно больших магнитных полей связи ротора и статора создает дополнительный тормозной момент, снижающий точность измерений, что особен2 но существенно для прецизионных условий измерений и при малых габаритах объекта;
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик оборотов, статор которого состоит из двух магнитопроводящих раздельных сердечников соответственно с коллекторной и базовой обмотками блокинг-генератора и CeiMoro блокинггенератора. На якоре-с полюсным расстоянием, равным полюсному расстояййю сердечника статора, расположена пара сердечников с обмотками, связанными между собой гальванически. При вращении якоря в моменты, когда полюса якОря находятся против полюсов статора (положение Метка), возникает электромагнитная связь между коллекторной и базовой обмотками, и блокинг10генератор возбуждается 2.
Однако в известном датчике якорь и статор связаны полным потоком коллекторной обмотки, что создает допол15нительный тормозной момент, датчик имеет повышенную чувствительность к биениям зазора и вибрациям, что снижает точность работы, в особенности при его .малых габаритах. Базовая
20 обмотка размещена на магнитопроводе, полностью открытом в положении Вне метки. Последнее обстоятельство снижает помехоустойчивость датчика. Наличие на якоре двух дополнительных
25 обмоток затрудняет возможность микроминиатюрного исполнения (например, при. практически требующихся диаметрах якоря 2-3 мм).
Целью изобретения является повы30шение точности измерений, устойчивос г
ти работы и возможность микроминиатюризации датчика.
Поставленная цель достигается тем что в датчике угловой скорости, содержащем якорь статора с ВЧ-генератором, коллекторная и базовая обмотки которого размещены на статоре, якорь выполнен из немагнитного цилиндра с ферритовыми пластинами-зубцами, статор выполнен в виде П-образного магнитопровода, расположенного в плоской продольной оси якоря, в основании которого размещены коллекторная обмотка, образующая вместе с параллельно подключенным конденсатором колебательный контур, и введенная выходная oбмoтк a, а на открытых, обращенных к якорю концах .магнитопровода размещена базовая обмотка положительной обратной связи, состоящая из двух последовательно соединенных секций.
На чертеже представлена схема предлагаемого датчика.
Датчик состоит из немагнитного якоря 1 с магнитопроводящими (ферритовыми) зубцами 2 (в нашем примере их два, расположенных диаметрально), магнитопроводящего статора П-образной формы 3 с базовой 4, коллекторной 5 и выходной б обмотками, ВЧгенератора, состоящего транзистора 7 конденсатора 8, резонансного контура 5-8, защитного реаистора 9 и резис торов 10 и 11 цепи смещения, а также шин питания 12;
Обмотки 5 и 6 уложены в основаНИИ магнитопровода 3 статора. Базовая обмотка 4 состоит из двух после.довательно соединенных (секций, расположенных на концах магнитопровода. Магнитопровод выполнен с относительно большим рассеиванием магнитного . потока от основания к его концам.
Все неподвижные элементы датчика установлены на одной микроплате и залиты изолирующим компаундом.
При подаче напряжения на шину питания 12 на коллекторе транзистора 7 появляется постоянное напряжение, равное напряжению питания. В других местах схемы напряжение равно нулю. Рабочая точка всей электросхемы устройства выбирается таким образом, чтобы при подаче питания на шины 12 .и положения метки (зубцов) 2 вне концов П-образного статора генерация отсутствовала (транзистор 7 бьш бй закрыт), а при положении метки в зоне концов П-образного статора генерация была бы надежной. В случае вращения якоря при каждом совпа дении зубца 2 якоря.1 с полюсами магнитопровода 3 (ot- О, TI , 2Jr и т.д.) замыкается положительная обратная связь коллектор - база транзистора 7 через
обмотку 5 и на обмотке 6 возникают прямоугольные импульсы, которые преобразуются в сигнал, пропорциональный угловой скорости.
Размещение базовой обмотки в виде двух секций на концах сердечника и малое влияние потока обратной связи Фо на суммарный поток повышает точность вследствие снижения тормозного момента, обусловленного уменьше яием потока связи якорь - статор, - равного Фос/ повышает устойчивость переключения, крутизну импульсов, снижает влияние вибраций вследствие обеспечения более глубокой модуляции коэффициента обратной связи в положениях якоря Метка и Вне метки, повышает помехоустойчивость, так как секции обратной связи относительно потоков помех в положении якоря Вне метки включены встречно, повышает стабильность генерируемой высокой частоты вследствие малого изменения Ф и, следовательно, индуктивности контура.
Отсутствие обмоток на якоре дополнительно снижает поток связи коллектор - статор, что повьнпает точность.
Отсутствие этих обмоток одновременно упрощает устройство. Все неподвижные элементы размещены на единой микроплате, расположенной в непосредственной близости от статора, и залиты компаундом, это увеличивает жесткость конструкции, стабильность характеристик и помехозащищенность.
Формула изобретения
Датчик угловой скорости, содержащий якорь, статор с ВЧ-генератором, коллекторная и базовая обмотки которого размещены на статоре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, якорь выполнен из немагнитного цилиндра с ферри.товыми пластинами-зубцами, статор выполнен в виде П-образного магнитопровода, расположенного в плоскости продольной оси якоря в основании которого размещены коллекторная обмотка и введенная выходная обмотка, а на открытых, обращенных к якорю концах магнитопровода размещена выполненная из двух последовательно соединенных секций .базовая обмотка.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 712760, кл. G 01 Р 3/488, 1978.
2.Авторское свидетельство СССР № 664100, кл. G 01 Р 3/488, 1976 (прототип).
1 2 У МО f rV
