ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ

Полезная модель относится к измерительной технике и может использоваться в расходомерах.
Существуют аналогичные устройства, имеющие в качестве чувствительного элемента индуктивный или оптический датчик. Они имеют ряд недостатков. Индуктивный датчик (как правило, имеющий катушку с большим числом витков и постоянное магнитное поле) является чувствительным к электрическим помехам, а в больших силовых электромагнитных полях может явиться приемным устройством переменного тока, требует дополнительного усиления (с большим коэффициентом) и корректировки добротности контура (R, L, C).
Оптические датчики в процессе длительной эксплуатации вследствие запыления теряют свою чувствительность, а значит и работоспособность. Они громоздки конструктивно, не могут использоваться в жидкой среде, требуются дополнительные герметизирующие условия работы.
Индуктивные и оптические датчики в устройствах преобразования угла поворота в последовательность импульсов технологически трудоемки.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является датчик поворота (патент №73962 RU, G01B 7/00), задачей которого является контроль над положением вращающихся узлов и деталей машин. Из описания данной полезной модели прослеживается сложность конструкции (основание с установленными на нем датчиками Холла), невозможность эксплуатации ее в жидкой среде ввиду отсутствия герметизирующего корпуса, низкая дискретность импульсов (один оборот - один импульс) и, как следствие, невозможность использования в прецизионных расходомерах.
Задачей настоящей полезной модели является преобразование угла поворота вала в последовательность импульсов с высокой
помехоустойчивостью, с возможностью эксплуатации в жидкой среде и минимизацией преобразования сигналов в конкретный расход отслеживаемой жидкости, достижение высокой компактности датчика импульсов.
Поставленная задача решается тем, что в преобразователе угла поворота вала в последовательность электрических импульсов, состоящем из корпуса и двух магниторезистивных преобразователей, источником сигналов служит подвижный модуль, механически сопряженный с контролируемым объектом, состоящий из двух штампованных зубчатых колес, соединенных методом контактной сварки так, что зубья одного колеса смещены по отношению к зубьям другого колеса на половину ширины зуба.
На фиг.1 - общий вид преобразователя угла поворота вала в последовательность электрических импульсов.
На фиг.2 представлено объемное изображение преобразователя угла поворота вала в последовательность электрических импульсов.
Преобразователь представляет собой систему (фиг.1), состоящую из диска 1 с зубьями, отогнутыми к плоскости вращения под углом 90°, и датчика импульсов.
Диск состоит из двух штампованных зубчатых колес из углеродистой стали, соединенных между собой контактной сваркой, и крепится на валу 4 с подшипниками для постановки его в корпус и сообщения ему вращательного движения. Зубья одного колеса смещены по отношению к зубьям другого колеса на половину ширины зуба (S/2).
Датчик импульсов в своей конструкции имеет электронный узел 2, в состав которого входят два бесконтактных чувствительных элемента - магниторезистивные преобразователи KMI 18/4 (поз.5), отформованные под углом 90°.
Корпус датчика - цилиндрический, состоит из штуцера 8 (материал - немагнитная нержавеющая сталь) и хвостовика 3 (материал - латунь).
На одном торце корпуса - тонкая металлическая стенка, на другом - кабель 6, уплотнение которого выполнено заливкой эпоксидного компаунда 7.
Магниторезистивные сенсоры приклеиваются вместе с электронной схемой к тонкой стенке штуцера 8 (толщина стенки 0,5 мм). Датчик импульсов устанавливается над диском таким образом, чтобы каждый из сенсоров располагался над соответствующим ему зубчатым колесом.
При вращении вала с диском на выходах сенсоров формируются импульсы тока, фазы углов которых смещены относительно друг друга на π/2. Импульсы усиливаются и поступают на электронные ключи. Последовательности импульсов, смещенных относительно друг друга на π/2, позволяют определить после соответствующей обработки направление вращения, а подсчет импульсов - скорость вращения.