ДАТЧИК ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для преобразования частоты вращения приводного вала в частоту электрических импульсов, в частности, в системе измерения скорости автомобиля.
Известен цифровой датчик скорости, содержащий снабженный магнитами вращающийся диск, сопряженный с неподвижной кассетой, которая содержит импульсные проволочные чувствительные элементы. Кассета жестко электрически и механически соединена с жесткой печатной платой. Этот узел жестко закреплен на передней поверхности верхней части корпуса с возможностью юстировки величины воздущного зазора между диском и кассетой. Кассета с чувствительными элементами и диск с магнитами размещены в корпусе, состоящем из двух частей верхней и нижней см. пат. США № 4 890 059, МПК G 01Р 3/42, НКИ 324-174, публ. 26.12.89г., аналог пат. ЕПВ № О 314 957, МПК G01P 1/02, G01P 3/487, публ. 10.05.89г.
Недостатком этого датчика является сложность конструкции из-за наличия множества элементов, и, вследствие этого, пониженные надежность и технологичность.
Известно также устройство кодирования углового положения вала, которое содержит приводной вал с закрепленными на нем постоянными магнитами, образзтощими кольцевой многополюсный магнит. На некотором расстоянии от магнитов установлен обращенный к ним компаратор магнитной индукции, содержащий чувствительный элемент в виде датчика Холла или магнитострикционного датчика, воспринимающий чередование полюсов при вращении приводного вала  см. пат. Великобритании №1 600 726, МПК GO IP 3/487, публ. 21.10.81г.
Ближайщим аналагом заявляемого решения является датчик скорости (датчик частоты вращения), содержащий приводной вал с кольцевым многополюсным постоянным магнитом, установленным в подшипниках скольжения, один из которых закреплен в корпусе, а другой - в крышке датчика. Чувствительный элемент и концентратор магнитной индукции, выполненный в виде изогнутой пластины из магнитомягкого материала расположены над окружной поверхностью
магнита в пазу выступающего аксиально внутрь элемента крышки корпуса и закреплены на кольцевой печатной плате с элементами схемы преобразования выходного сигнала
см. чертеж TOPD 402 132.001Сб, датчика ДС - 03 - 30 разработки ТОО ТОР - Д изготавливаемый Саратовским электроагрегатным заводом.
Недостатком известного датчика является сложность и неудобство крепления чувствительного элемента и концентратора, что снижает технологичность конструкции, повышает трудоемкость и стоимость изготовления.
Кроме того, наличие осевого люфта снижает виброустойчивость датчика и надежность работы.
Заявляемая конструкция решает задачу повышения технологичности, снижения трудоемкости и стоимости датчика, а также повышения виброустойчивости и надежности работы датчика.
Датчик содержит кольцевой многополюсный постоянный магнит, установленный на приводном валу, корпус и крышку с аксиально выступающим внутрь корпуса элементом. В окне этого элемента, расположенном над окружной поверхностью кольцевого магнита, расположены чувствительный элемент и концентратор магнитной индукции, который выполнен в виде изогнутой пластины из магнитомягкого материала.
Датчик отличается тем, что:
-один конец пластины концентратора магнитной индукции расположен над чувствительным элементом;
-второй конец концентратора снабжен пазом, охватывающим приводной вал датчика, и снабжен лепестком, который отогнут и размещен в пазу крышки;
-приводной вал выполнен в виде магнитопровода.
При этом лепесток концентратора расположен диаметрально первому концу концентратора.
Кроме того, приводной вал снабжен подпружиненной шариковой опорой.
На чертеже изображен датчик частоты вращения.
Датчик частоты вращения содержит приводной вал 1, на котором жестко закреплен кольцевой многополюсный постоянный магнит 2 с чередующимися радиально расположенными полюсами. Приводной вал размещен с возможностью вращения в подшипниках скольжения 3 и 4, установленных в корпусе 5 и крышке 6, выполненных из электроизоляционных материалов. Приводной вал 1 снабжен опорным устройством, состоящим из шарика 7, размещенным в полости 8 на конце приводного вала и поджатым пружиной 9 к опорной пластине 10, расположенной в крышке 6. Крышка 6 выполнена с выступающим аксиально внутрь элементом 11,3 котором выполнено окно, расположенное над окружной поверхностью кольцевого магнита, в котором размеш;ен чувствительный элемент 12, например, датчик Холла в виде микросхемы Холла серии К 1116 КП. Чувствительная сторона датчика обращена к магниту. Датчик поджат к окну концом 13 концентратора магнитной индукции 14 (например, Г-образного). Второй конец концентратора выполнен с пазом 15, охватывающим приводной вал, и расположен на внутренней поверхности крышки 6. В крышке выполнен паз 16 под острым углом к ее оси, в котором расположен отогнутый лепесток 17, расположенный диаметрально первому концу концентратора. На выступающей части закреплена печатная плата 18, с которой соединены выводы чувствительного элемента и выводные провода 19. Корпус выполнен с резьбовым отверстием 20 для подсоединения к объекту.
Приводной вал выполняют в виде магнитопровода, для чего его изготавлим г/СГ о
вают из магнитоматериала полностью или частично, в зоне расположения магнита
и концентратора. Например - устанавливают в этой зоне втулку из магнитомягкого материала на немагнитный стержень приводного вала.
Датчик собирают следующим образом.
В паз выступающего элемента 11 ( на чертеже не показано) крышки 6 с подщипником скольжения 4 и пластиной 10 вводят конец 13 концентратора магнитной индукции и поворачивают его так, чтобы второй его конец был расположен на внутренней поверхности крышки. В окно выступающего элемента 11 устанавливают чувствительный элемент 12 и отгибая лепесток 17 концентратора 16 в паз 16, поджимают чувствительный элемент к стенке по периметру окна. Затем устанавливают на выступающем элементе крыщки печатную плату 18 с выводами 19.
В корпус 5 с подшипником скольжения 3 устанавливают приводной вал 1 с магнитом 2, пружиной 9 и шариком 7 и закрывают корпус крышкой 6 с установленными элементами.
Датчик работает следующим образом.
При вращении приводного вала 1 возникает пульсирующий знакопеременный магнитный поток в цепи: магнит 2 - чувствительный элемент 12 - концентратор 14 - вал 1 - магнит 2. Чувствительный элемент срабатывает и выдает серию импульсов, частота которых пропорциональна частоте вращения приводного вала.
чф
Предлагаемая конструкция магнитной индукции и его закрепление в крышке позволяет упростить конструкцию и снизить габариты датчика.
Высокая технологичность датчика обеспечивает снижение трудоемкости и себестоимости почти в 2 раза по сравнению с прототипом.
Введение подпружиненной шариковой опоры повышает виброустойчивость и надежность работы.