Датчики угловой скорости

В качестве аналогового датчика угловой скорости часто используется тахогенератор, который, как правило, представляет собой генератор постоянного тока с закрепленными на роторе постоянными магнитами и подключенной к выходу датчика статорной обмоткой. При вращении ротора в обмотке статора наводится ЭДС пропорциональная скорости вращения ротора.

В импульсном датчике измерении угловой скорости вала обычно используется специальный элемент (диск с отверстиями, шестерня с зубцами, колесо с лопатками), имеющий характерные «метки», на которые и реагирует датчик, выдавая импульсы. По-существу, это датчик угла поворота.

Индуктивный датчик скорости (рис. 7.19) состоит из двух магнитопроводов: ротора 3 и статора 4. На внутренней поверхности статора и наружной поверхности ротора нарезаны мелкие зубцы 1 и 2. Между вершинами зубцов имеется небольшой зазор порядка 0,1 мм. Количество зубцов на роторе и статоре одинаково.

Рис. 7.19. Индуктивный зубцовый датчик угла и угловой скорости:

1 – зубцы на роторе; 2 – зубцы на статоре; 3 – магнитопровод ротора;
4 – магнитопровод статора; 5 – обмотки сигнальная и подмагничивания;
6 – магнитный поток

Внутрь статора заложены обмотки сигнальная и подмагничивания. При включении обмотки подмагничивания образуется магнитный поток 6, проходящий через зубцы статора и ротора. Если вращать ротор, поток будет пульсировать с частотой кратной скорости вращения ротора и числу зубцов. При этом в сигнальной обмотке будет наводиться пульсирующая ЭДС, формирующая сигнал датчика.

Ротор и статор в этом датчике можно поменять местами, магнитопровод 3 сделать неподвижным и обмотки разместить на нем.

На рис. 7.20 представлен принцип действия и схема датчика скорости вращающегося вала на основе эффекта Холла [3], явления возникновения поперечной разности потенциалов U, называемой также холловским напряжением, при помещении пластины d с постоянным током I в магнитное поле B.

Рис. 7.20. Датчик угловой скорости на основе эффекта Холла

В оптических датчиках угловой скорости используется эффект модулирования светового потока от источника к приемнику при похождении прозрачных и непрозрачных секторов диска, расположенного на вращающемся валу.

Можно в качестве датчика скорости использовать инкрементные энкодеры.