Устройство для измерения деформаций и температуры вращающегося объекта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАГтуиоИЩГОСЯ ОБЪЕКТА, содержащее индуктивный токосъемник с подвижной и неподвижной обмотками, тензорезистор,устанавливаемый на вращающемся -объекте, усилитель и измерители амплитуды и частоты сигнала,- отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, оно снабжено термозависимым конденсатором , размещаемым на вращающемся объекте, цепью положительной обратной связи из последовательно соединенных резисторов, и конденсатора, подключенного к их средней точке, и цепью отрицательной обратной связи из последовательно соединенных резисторов , при этбм термозависимый конденсатор, тензорезистор и подвижная обмотка соединены между собой последовательно, каждый конец неподвижной обмотки соединен соответственно с одним концом цепи положительной обратной связи и цепи отрицательной обратной связи, вторые in концы этих цепей и измерители амплитуды и частоты сигнала соединены С с выходом усилителя, а средние точки этих цепей соединены соответственно с прямым и инверсным входами усилителя. . &0 VI 4 М

„.80„„. 1 A

09ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦЦАЛИСТИЧКСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 G 01. В 7 16

ГОСУДЮ СТВаННЫй КОМИТЕНТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ % ."::," - ",, „.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)- 3357254/25-28 (22 ) 08. 12. 81 (46) 230483. Бюл. р 15 (72) A.Õ. Марголин, Ю.A. Лонский, .Л.Н. Веретенов, С.Ф. Иагидин и Ю.A. Лотц (71) Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры (53) 531.781.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 567087, кл. G 01 В 7/16, 1973 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 717576, кл. G 01 В 7/16, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДЕФОРМА ИЙ И ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ .ОБЪЕКТА,. содержащее индуктивный токосъемник с подвижной и неподвижной обмотками, тенэореэистор,устанавливаемый на вращающемся;объекте, усилитель и измерители амплитуды и частоты сигнала, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, оно снабжено термозависимым конденсатором, размещаемым на вращающемся объекте, цепью положительной обратной связи из последовательно соединенных резисторов, и конденсатора, подключенного к их средней точке, и цепью отрицательной обратной связи иэ последовательно соединенных резисторов, при этом термозависимый конденсатор, тензорезистор и подвижная обмотка соединены между собой последовательно, каждый конец неподвижной обмотки соединен соответственно с одним концом цепи положительной обратной связи и цепи отри- @ цательной обратной связи, вторые концы этих цепей и измерители амплитуды и частоты сигнала соединены выходом усилителя, а средние точки этих цепей соединены соответственно с прямым и инверсным входами усилителя.

1013743

Изобретение относится к иэмери тельной технике, а именно к тензометрическим устройствам для измерения Физических параметров на поверхности контролируемых объектов, и может быть использовано для измерения какого-либо механического параметра, например деформаций, крутящих моментов, перемещений, угловых ускорений, а также температуры на вращающихся объектах типа !О валов, роторов, шпинделей и т. п.

Известно устройство для измерения деформаций вращающегося объекта, содержащее индуктивный токосъем.ник с подвижной и неподвижной об- 15 мотками, тенэорезистор и источник питания тензорезистора, устанавливаемые.на вращающемся объекте и соединенные с подвижной обмоткой, усилитель и измеритель амплитуды сигна- 20 ла, соединенные с неподвижной обмоткой $1) .

Однако это устройство не позволяет измерять статические деформации и температуру, вследствие чего и точ- 25 ность измерения динамических деформаций, измеряемых этим устройством, невысока. Надежность этого устройства снижена тем, что такой сложный и массивный блок, как источник питания, З0 приходится размещать на вращающемся объекте, где на него действуют дестабилизирующие факторы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту яв- 35 ляется устройство для измерения деформаций и температуры вращающегося объекта, содержащее индуктивный токосъемник с подвижной и неподвижной обмотками, емкостной токосъемник с подвижной и неподвижной обкладками, устанавливаемые на вращающемся объекте, преобразователи деформаций и температуры, например тензорезисторы, соединенные в мостовые схемы, источник питания мостовых схем, . 45 соединенный с подвижной обмоткой, усилители, входы которых соединены с выходамы мостовых схем, преобразователи напряжение — частота и напряжение- . длительность импульса, входы которых 50 соединены с выходами усилителей, а

Выходы — соответственно с дополнительным входом преобразователя напряжение — длительность импульса и подвижной обкладкой конденсатора, и устанавливаемые на неподвижном основании измерители амплитуды и частоты сигнала, входы которых .соединены с неподвижной обкладкой конденсатора (2) .

Однако и это устройство не обеспечивает высокой точности измерения вследствие того, что сигнал на выходе емкостного токосъемника имеет ма лую мощность, а надежность его существенно снижена наличием на вращающемся объекте большого количества преобразователей, а также дополнительного емкостного токосъемника.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений.

Эта цель достигается тем, что известное устройство для измерения деформаций и температуры .вращающегося объекта,.содержащее индуктивный токосъемник с подвижной и неподвижнойобмотками, тензореэистор, устанавливаемый на вращающемся объекте, усилитель и измерители амплитуты и часToTlbl сигнала, снабжено термозависимым конденсатором, размещаемым.на вращающемся объекте, цепью положительной обратной связи из последовательно соединенных резисторов и конденсатора, подключенного к их средней точке, и цепью отрицательной обратной связи из последовательно соединенных резисторов, при этом термозависимый конденсатор, тензорезистор и подвижная обмотка соединены между собой последовательно. каждый конец неподвижной обмотки соединен соответственно с одним концом цепи положительной обратной связи и цепи отрицательной обратной связи, вторые концы этих цепей и измерители амплитуды и частоты сигнала соединены с выходом усилителя, а средние точки этих цепей соединены соответственно с прямым и инверсным входамй усилителя.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения деформаций и температуры вращающегося объекта содержит индуктивный токосъемник

1 с подвижной обмоткой 2 и неподвижной обмоткой 3, тензорезистор 4, и термозависимый конденсатор 5, устанавливаемый на вращающемся объекте б, а также устанавливаемые на неподвижном основании 7 цепь 8 положительной обратной связи, в которую входят последовательно соединенные резисторы 9 и 10 и соединенный с их средней точкой конденсатор 11, цепь 12 отрицательной обратной связи, в которую входят последовательно соединенные резисторы 13 и 14, усилитель 15, прямой вход 16 которого соединен со средней точкой цепи 8 положительной обратной связи, а инверсный вход 17 — со средней точкой цепи 12 отрицательной обратной связи, измеритель 18 амплитуды сигнала и измеритель 19 частоты сигнала, входы которых соединены с выходом усилителя 15; При этом термозависимый конденсатор 5, тенэореэистор 4 и подвижная обмотка 2 соединены между

1013743

Составитель Н. Тимошенко

Редактор Т. Киселева Техред A.Бабинец Корректор Г. Решет ник

Заказ 2998/ 47 Тираж 600 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 собой последовательно, один конец неподвижной обмотки 3 соединен с концом цепи 8 положительной обратной связи, а другой — с концом цепи 12 отрицательной обратной связи, а другие концы цепей 8 и 12 обратной связи соединены с выходом усилителя 15.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в релаксационном генераторе, образованном усилителем 15, цепями 8 и 12 обратной связи, обмотками 2 и 3 индуктивного токосъемника 1, термоэависимым конденсатором 5 и тензореэистором 4, возникают колебания, частота которых 15 зависит от емкости термоэависимого конденсатора 5, а амплитуда †.от величины сопротивления тензореэисто. ра 4-. Величины амплитуды и частоты колебаний выходного сигнала измеря- 2О ют на выходе усилителя 15 с помощью измерителей 18 и 19. Таким образом, используя минимальное число деталей устройства, размещаемых на вращаю-, щемся объекте 6, можно существенно повысить надежность устройства. Точ ность устрсйства повышается благодаря тому, что в преобразовании сигнала участвует усилитель с цепями обратной связи, располагаемый на неподвижном основании в наиболее благоприятных для его функционирования условиях.

1

Использование предлагаемого устройства для контроля деформаций и температуры на.вращающихся объектах позволяет обеспечитЫ надежное измерение этих параметров в сложных условиях проведения эксперимента, при жестких ограничениях объема или массы размещаемых на вращающемся объекте деталей устройства, наличии на этом объекте линейных и угловых ускорений, вибраций, агрессивной среды и других влияющих на точность измерения факторов.