專利名稱：測速感應(yīng)器及高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及轉(zhuǎn)速測量裝置領(lǐng)域，特別地，涉及一種測速感應(yīng)器，以及使用該測速感應(yīng)器的高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器。
背景技術(shù)：
中小型航空渦軸發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)之一是工作轉(zhuǎn)速較高，而轉(zhuǎn)速信號又是發(fā)動機(jī)非常關(guān)鍵的一個性能參數(shù)，轉(zhuǎn)速測量要求比常用的磁電式轉(zhuǎn)速傳感器更為苛刻。高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、寬測量范圍是中小型航空渦軸發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量的基本要求。目前，中小型航空渦軸發(fā)動機(jī)采用成熟的高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器作為測量轉(zhuǎn)速的有效途徑。高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的，其由傳感器和測速感應(yīng)器組成。測速感應(yīng)器采用齒輪形式，傳感器正對著測速感應(yīng)器的輪齒，輪齒與傳感器之間存在氣隙，氣隙的交替變化改變傳感器的磁通量，經(jīng)轉(zhuǎn)換后發(fā)出周期性正負(fù)交替對稱的電壓脈 沖信號。信號的脈沖波形與測速感應(yīng)器齒形有關(guān)。因此，測速感應(yīng)器齒形的設(shè)計(jì)是高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器中關(guān)于最終輸出信號的質(zhì)量的最重要的一環(huán)，也是保證轉(zhuǎn)速信號各項(xiàng)性能指標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)。由于磁電式轉(zhuǎn)速傳感器是將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號的頻率。脈沖信號的頻率是個數(shù)字量，本身具有抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)。常規(guī)的測速感應(yīng)器采用的是漸開線齒輪齒形。將產(chǎn)生如圖I的信號脈沖波形。波形如同一個齒的齒面從Y軸對稱變?yōu)樵c(diǎn)對稱，波形窄而尖。當(dāng)轉(zhuǎn)速越來越高的時候，頻率也越來越大，周期越來越短。在同一周期內(nèi)，窄而尖的波形的能量較小，有效值偏低，不容易檢測。因而，在高轉(zhuǎn)速下，常規(guī)的測速感應(yīng)器的精度和靈敏度等指標(biāo)已難以滿足要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、測量范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)且精度和靈敏度高的測速感應(yīng)器及使用了該測速感應(yīng)器的高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，以解決現(xiàn)有的漸開線齒輪齒形的測速感應(yīng)器在高轉(zhuǎn)速時精度和靈敏度差的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種測速感應(yīng)器所述測速感應(yīng)器為圓柱狀的面齒輪，所述面齒輪的一個端面上沿圓周均勻相間布置有多個輪齒和多個齒槽，所述齒槽為正方體或長方體。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述多個輪齒的尺寸相同，所述多個齒槽的尺寸相同。所述長方體沿面齒輪的半徑方向布置，且所述長方體的兩端為開口。所述輪齒的凸出部表面為等腰梯形，所述等腰梯形的寬邊向外。所述輪齒和齒槽的數(shù)量均為30個。所述齒槽的槽深為4mm,所述齒槽的槽寬為4. 29mm。基于同一個實(shí)用新型構(gòu)思，本實(shí)用新型還提供了一種高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，包括上述的測速感應(yīng)器以及傳感器，所述傳感器的感應(yīng)端朝向所述測速感應(yīng)器上輪齒的凸出部表面所在的感應(yīng)面，且所述傳感器的感應(yīng)端與所述測速感應(yīng)器的感應(yīng)面之間設(shè)有間隙。本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型的測速感應(yīng)器采用正方體或長方體齒槽的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單。用于高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器上，能在使用時產(chǎn)生上下對稱正負(fù)梯形波，在高轉(zhuǎn)速時，能在更短的周期內(nèi)形成寬且有效值更高、更易檢測的寬波形，使得高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的可靠性高、測量范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)。另外，本實(shí)用新型的高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，使用時產(chǎn)生的梯形波能更有效的反應(yīng)轉(zhuǎn)速的細(xì)微變化，提高靈敏度。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是背景技術(shù)中漸開線齒輪齒形的測速感應(yīng)器使用時產(chǎn)生的信號脈沖示意圖；圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的測速感應(yīng)器的感應(yīng)面所在端面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器使用狀態(tài)時的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的測速感應(yīng)器使用時產(chǎn)生的信號脈沖波形示意圖。圖例說明I、測速感應(yīng)器；2、感應(yīng)面；3、輪齒；301、凸出部表面；4、齒槽；401、槽深；402、槽寬；5、傳感器；6、配合面；7、軸心；8、傳動齒輪軸；9、機(jī)匣蓋；10、機(jī)匣體；11、軸承；12、調(diào)整墊；13、間隙。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。如圖2、圖3所示，本實(shí)用新型的測速感應(yīng)器I為圓柱狀的面齒輪，面齒輪的一個端面上沿圓周均勻相間布置有多個輪齒3和多個齒槽4，齒槽4為長方體。本實(shí)施例中，面齒輪的多個齒槽4的尺寸相同。長方體齒槽4沿面齒輪的半徑方向布置，且長方體的兩端為開口。多個輪齒3的尺寸也相同，輪齒3的凸出部頂面301為等腰梯形，等腰梯形的寬邊向外。輪齒3在齒槽4加工完之后自然形成。本實(shí)施例中，輪齒3和齒槽4的數(shù)量均為30個。齒槽4的槽深401為4+&1 mm,齒槽4的槽寬402為4. 29±0· 1mm。齒槽4采用ΦO. Imm的位置度要求，保證輪齒3分度準(zhǔn)確。測速感應(yīng)器I的感應(yīng)面2 (輪齒3的凸出部頂面301所在平面)為B基準(zhǔn)面，設(shè)置O. 8的粗糙度要求；同時，B基準(zhǔn)面對齒輪的軸向有Φ0.01的垂直度要求。這樣可以保證感應(yīng)區(qū)和傳感器5的精確氣隙，提高輸出波形的質(zhì)量從而提高靈敏度和精度。測速感應(yīng)器I安裝時與傳動齒輪軸8的配合面6為A基準(zhǔn)面，也設(shè)置O. 8的粗糙度要求。[0030]上述的測速感應(yīng)器I可用于高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器中。如圖4所示，本實(shí)用新型的高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，包括上述的測速感應(yīng)器I以及傳感器5，傳感器5的感應(yīng)端朝向測速感應(yīng)器I上輪齒3的凸出部頂面301所在的感應(yīng)面2，且傳感器5的感應(yīng)端與測速感應(yīng)器I的感應(yīng)面2之間設(shè)有間隙13。本實(shí)施例的高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器使用時如圖4所示，測速感應(yīng)器I通過配合面6處的過盈配合安裝在傳動齒輪軸8上，傳動齒輪軸8由兩個軸承11支撐在機(jī)匣體10和機(jī)匣蓋9上，配合面6處過盈配合產(chǎn)生的靜摩擦力使測速感應(yīng)器I與傳動齒輪軸8之間在工作過程中沒有相對運(yùn)動，而是一起同圓周速度繞軸心7轉(zhuǎn)動。傳感器5通過螺釘固定在機(jī)匣體10上，在工作過程中不隨傳動齒輪軸8轉(zhuǎn)動而處于靜止?fàn)顟B(tài)。傳感器5可通過調(diào)整墊12控制傳感器5的感應(yīng)端和測速感應(yīng)器I的感應(yīng)面2之間的間隙13。當(dāng)測速感應(yīng)器I轉(zhuǎn)動時，傳感器5感應(yīng)到間隙13的交替變化，產(chǎn)生如圖5所示的梯形波，經(jīng)過整形變換輸出頻率值給數(shù)控盒。綜上，使用本實(shí)用新型的測速感應(yīng)器1，產(chǎn)生的波形更寬，當(dāng)轉(zhuǎn)速越來越高的時候，·頻率也越來越大，周期越來越短，在同一周期內(nèi)，窄而尖的波形的能量較小，有效值偏低。而波形寬的梯形波能量較大，有效值高，更容易檢測。對比圖I和圖5可知，可以發(fā)現(xiàn)，矩形齒所發(fā)出的梯形波能更有效的反映轉(zhuǎn)速的細(xì)微變化，可提高靈敏度。本實(shí)用新型的測速感應(yīng)器I與傳統(tǒng)的航空發(fā)動機(jī)漸開線齒輪測速感應(yīng)器相比，精度更高，頻響寬，靈敏度更高，抗干擾能力也更強(qiáng)。本實(shí)用新型的測速感應(yīng)器I已使用在IOOOkff級航空渦軸發(fā)動機(jī)上，隨發(fā)動機(jī)整機(jī)試驗(yàn)299項(xiàng)，整機(jī)試車?yán)塾?jì)10217小時(含裝直升機(jī)運(yùn)行時間)，飛行942架次，裝機(jī)飛行及試驗(yàn)累計(jì)2460小時。測速精度、靈敏度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可靠性高。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種測速感應(yīng)器，其特征在于，所述測速感應(yīng)器(I)為圓柱狀的面齒輪，所述面齒輪的一個端面上沿圓周均勻相間布置有多個輪齒(3)和多個齒槽(4)，所述齒槽(4)為正方體或長方體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測速感應(yīng)器，其特征在于，所述多個輪齒(3)的尺寸相同，所述多個齒槽(4)的尺寸相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測速感應(yīng)器，其特征在于，所述長方體沿面齒輪的半徑方向布置，且所述長方體的兩端為開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測速感應(yīng)器，其特征在于，所述輪齒(3)的凸出部頂面(301)為等腰梯形，所述等腰梯形的寬邊向外。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的測速感應(yīng)器，其特征在于，所述輪齒(3)和齒槽(4)的數(shù)量均為30個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測速感應(yīng)器，其特征在于，所述齒槽(4)的槽深(401)為4mm，所述齒槽(4)的槽寬(402)為4. 29mm。
7.—種高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器,其特征在于，包括如權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的測速感應(yīng)器(I)以及傳感器(5 )，所述傳感器(5 )的感應(yīng)端朝向所述測速感應(yīng)器(I)上輪齒(3 )的凸出部頂面301所在的感應(yīng)面(2 )，且所述傳感器(5 )的感應(yīng)端與所述測速感應(yīng)器(I)的感應(yīng)面(2 )之間設(shè)有間隙(13 )。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種測速感應(yīng)器，其為圓柱狀的面齒輪，面齒輪的一個端面上沿圓周均勻相間布置有多個輪齒和多個齒槽，齒槽為長方體。本實(shí)用新型還提供一種高速磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，包括前述的測速感應(yīng)器以及傳感器，傳感器的感應(yīng)端朝向測速感應(yīng)器上輪齒的凸出部表面所在的感應(yīng)面，且傳感器的感應(yīng)端與測速感應(yīng)器的感應(yīng)面之間設(shè)有氣隙。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、測量范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)且精度和靈敏度高的特點(diǎn)。
文檔編號G01P3/48GK202710587SQ20122030532
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者肖根升, 何群, 江平, 粟暉, 江建文 申請人:中國航空動力機(jī)械研究所