магнитоиндукционный датчик частоты вращения
Классы МПК: | G01P3/48 путем измерения частоты генерируемого тока или напряжения |
Патентообладатель(и): | Габидуллин Закирзян Габиевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-08-22 публикация патента:
27.11.1997 |
Использование: в области приборостроения и автоматики для увеличения чувствительности магнитоиндукционных датчиков-преобразователей частоты вращения и крутящего момента вращающегося вала, расхода турбинными, шариковыми и т.п. вращающимися модуляторами, закрепленными на валу. Сущность изобретения: разомкнутая стержневая магнитная система датчика выполнена с немагнитной вставкой между торцами полюса магнита и сердечника обмотки. При этом обеспечиваются малые весо-габаритные размеры датчика и увеличивается объем изменения потокосцепления витков его обмотки с модулируемым в рабочем зазоре потоком, что приводит к повышению чувствительности датчика на 25 - 30%. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Магнитоиндукционный датчик частоты вращения, содержащий постоянный магнит, обмотку с сердечником, индуктор-модулятор на валу, отличающийся тем, что между полюсом магнита и торцом сердечника обмотки размещена немагнитная вставка. 2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что введены дополнительные сердечники и размещенные на них дополнительные обмотки, при этом все сердечники объединены своими торцами.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области приборостроения и автоматики и может быть использовано для увеличения чувствительности магнитоиндукционных датчиков, предназначенных для преобразования первичной информации о частоте вращения, крутящем моменте вращающегося вала и расходе жидкостей и газа. С развитием автоматизированных систем управления, авиационной и космической техники, машиностроения, требующих уменьшения энергетических и материальных затрат, имеется необходимость уменьшения весо-габаритных характеристик магнитоиндукционных датчиков, обеспечения их высокой чувствительности при измерениях частоты вращения, крутящего момента вращающегося вала и расхода жидкостей и газов. По техническому уровню известны магнитоиндукционные датчики, содержащие разомкнутые магнитные системы, состоящие из постоянного магнита, сердечника с намотанной на нем сигнальной обмоткой и ферромагнитного зубчатого индуктора-модулятора на вращающемся валу. Однако непосредственное присоединение сердечника к полюсу постоянного магнита, обеспечивая высокую индуктивность сигнальной обмотки, сужает объемное изменение потокосцепления обмотки. В результате этого возникает необходимость либо увеличить длину сердечника, удаляя магнит от обмотки, либо увеличить массу магнита, компенсируя чувствительность датчика на 25 30% В результате чего увеличиваются размеры корпуса и соответственно массо-габаритные характеристики датчика. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности путем объемного увеличения потокосцепления витков обмотки разомкнутой стержневой магнитной системы датчика при обеспечении относительно малых его размеров и массы. Указанный результат достигается тем, что между торцами полюса магнита и ферромагнитного сердечника обмотки размещена вставка из немагнитного материала. Образуемый при этом немагнитный промежуток в магнитной цепи увеличивает объем изменения потокосцепления витков обмотки, увеличивая чувствительность датчика на 25 30%На фиг. 1 изображена схема датчика с одной сигнальной обмоткой; на фиг. 2 схема датчика с несколькими независимыми сигнальными обмотками, намотанными на параллельные ответвления сердечника. Устройство датчика выполнено следующим образом. Над индуктором модулятором 1 в немагнитном корпусе 2 датчика размещена его разомкнутая магнитная система, состоящая из магнита 3, немагнитной вставки 4 и ферромагнитного сердечника 5 с сигнальной обмоткой 6 на нем. В случае эксплуатационной необходимости для обеспечения герметичности датчика сердечник может быть выполнен составным, присоединением полюсного башмака 7, припаиваемого к корпусу датчика. Кроме того, в случае необходимости формирования нескольких независимых сигналов, ферромагнитный сердечник может быть выполнен из нескольких параллельных ветвей с сигнальными обмотками на них. В этом случае сердечники объединены концами. Датчик работает следующим образом. При вращении индуктора 1 с частотой вращения n происходит модуляция магнитного потока полезного рассеяния, замыкаемого через индуктор и рабочий зазор на сердечник 5. При этом происходит изменение потокосцепления витков обмотки, наводя ЭДС сигнала по выражению
где W число витков обмотки датчика,
eo, sпo ЭДС и изменение магнитного потока полезного рассеяния, соответственно, которые были бы без немагнитной вставки,
e, sп1 прибавка ЭДС и изменения магнитного потока полезного рассеяния, соответственно, возникающие в результате введения в магнитную цепь немагнитной вставки. Частота сигнала определяется выражением
где Z число зубьев индуктора,
n частота вращения индуктора, об/мин. Из формулы (1) следует, что составляющие ЭДС можно измерить и оценить численно. При этом разница ЭДС, измеренная без немагнитной вставки и с немагнитной вставкой, должна показывать наличие эффекта повышения чувствительности. Проведенные исследования макетных образцов датчика подтвердили повышение эффекта повышения чувствительности магнитной системы заявляемого технического решения на 25 30%
Класс G01P3/48 путем измерения частоты генерируемого тока или напряжения