Устройство для измерения параметров вибрации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ, содержащее инерционный элемент, преобразователь углового положения, выполненный в магнитопровода с oб 4oткaми возбуждения и сигнальной, магнитоэлектрический датчик момента с компенсадионной обмоткой, усилитель-, д емодулятор, на выходкоторого подкточен резистор обратной связи, соединенный с преобразователем ток код , и источник питания, .о т л и ч ающ ее с я тем, что, с цепью упрощения конструкции, и нерцион ный элемент выполнен в виде укрепленного на подвесе короткозамкнутого витка-каркаса с компенсационной обмоткой , магнитопровод датчика момента и преобразователя углового положения выполнен .единым с постоянным магнитом, а на его ярме расположен с возможностью перемшцения в зазоре между полюсным наконечником постоянного магнита и ярмом виток-кёфкас, при этом на ярме расположены сигнальmie обмотки, подключеннь е к введен- i.§ там настроенным реактивны контурам и соединенные через усилитель-демодулятор и резистсф обратной связи с коишенсационной обмоткой.

(1В (Ш

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОИ ЛНО

РЕСПУБЛИК уд) 801 Р 15 13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

I а.

:с"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ) ; ., ", ;- (21) 3408165/18«10 (22) 15.03.82, (46) 23 ° 06.83. Бюл. В 23 (72) Л.А. Гартель и Е.И. Новиков (53) 531. 768 (088, 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 824062, кл. 601 P 15/13, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР В 792148, кл. 6 01 Р 15/13, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИИ.

ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ, содержащее инерционный элемент, преобразова- тель углового положения, выполненный в виде магнитопровода с обмотками возбуждения и сигнальной, магнитоэлектрический датчик момента с компенсационной обмоткой, усилитель демодулятор, на выход которого адн aempcHaiNv ceHpEralbCTSv

У ключен резистор обратной связи, сое-" диненный:.с преобразователем ток код, и источник питания, о т л ич а ю щ е- е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, инерционный . элемент выполнен в виде укрепленного на подвесе короткозамкнутого витка-каркаса с компенсационной обмоткой, магнитопровод датчика момента. и преобразователя углового положе» ния выполнен .единым с постоянным магнитом, а на его ярме расположен с воэможностью перемещения в зазоре между полюсным наконечником постоянного магнита и ярмом виток-каркас, при этом на ярме расположены сигнальные обмотки, подключенные к введен-.,а

Ф ным настроенным реактивным контурам и соединенные через усилитель-демодулятор .и резистор обратной связи с компенсационной обмоткой.

1024855

30

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в автоматике и на транспорте для измерения параметров вибрации объекта.

Известно устройство для измерения параметров движения объекта, содержащее инерционный элемент, расположенный в зазоре между двумя электромагнитами, обмотки которых соединены с выходами усилительно-преобразовательных блоков, датчик положения инерционного элемента, подключенный к блоку динамической коррекции, блок суммирования и блок вычитания, одни из входов которых подключены к источнику. опорного сигнала, другиек выходу блока динамической коррекции, чувствительные элементы датчиков индукции размещены в зазоре меж- ду инерционным элементом и соответствующим электромагнитом, схемы срав20 нения соединены с соответствующими входами блока суммирования и блока вычитанич и с выходом блока индикации а выходы — с входом интеграI .- 25 торов, выходы которых подключены к соответствующим входам усилительнопреобразовательных блоков 1).

Недостатком указанного устройства является сложность конструкции и сравнительно невысокая точность, обусловленная уходами опорного на-1, пряжения от действия температур ных и других мешающих воздействий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий инерционный элемент, преобразователь углового положения, выполненный в виде магнитопровода с обмотками возбуждения и сиг- 40 нальной, магнитоэлектрический датчик момента с компенсационной обмоткой, усилитель-демодулятор, на выход -ко- . .торого подключен резистор обратной связи, соединенный с преобразовате- 45 лем ток - код,. и источник питания(2).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и сравнительно невысокая точность устройства за счет использования разнесенных систем преобразования углового положения и силовбй компенсации, Целью изобретения является упрощение конструкции. поставленная цель достигается тем,55 что в устройстве для измерения йараметров вибрации объекта, содержащем инерционный элемент, преобразователь углового положения, выполненный в виде магнитопровода с обмотками воз- 60 буждения и сигнальной, магнитоэлект. рический датчик момента с компенсационной обмоткой, усилитель-демодулятор, на выход которого подключен резистор обратной связи, соедийенный с преобразователем ток-код, и источник питания, инерционный элемент выполнен в виде укрепленного на подвесе короткозамкнутого витка-каркаса с компенсационной обмоткой, магнитопровод датчика момента и преОбразователя углового положения выполнен единым с постоянным магнитом, а на его ярме расположен с возможностью перемещения в зазоре между полюсным наконечником постоянного магнита и.ярмом виток-каркас,при этом . на ярме расположены сигнальные обмотки:, подключенные. к введенным настроенным реактивным контурам и соединенным через усилитель-демодулятор и резистор обратной связи с компенсационной обмоткой.

На чертеже приведена функционалв. ная схема предлагаемого устройства. устройство содержит корпус. 1, объединенный магнитопровод 2,, постоянный магнит 3, питающую обмотку

-4, полюсный наконечник 5, зазор 6, ярмо 7, маятниковый подвес 8, короткозамкнутый виток-каркас 9, сигнальные обмотки 10 и 11, компенсационную обмотку,12, настроенные реактивные контуры 13 и 14, переменные резисторы 15 и 16, конденсаторы.17 и 18, усилитель-демодулятор 19, резистор

20 обратной связи, преобразователь ток — код 21, процессор 22, источник

23 питания.

На чертеже обозначено: 00 — ось чувствительности устройства; MMось симметрии устройства; NS — полю- са магнита.

На корпусе 1 установлен объединенный магнитопровод 2, являющийся общим для,постоянного магни-. та 3 и электромагнита, питающая обмотка 4 которого укреплена на постоянном магните 3, имеющем полюсный наконечник 5. В зазоре б между полюсным наконечником 5 и ярмом 7, на маятниковом подвесе 8 установлен короткозамкнутый виток-.каркас 9, охватывающий с зазором ярмо 7, на котором размещены сигнальные. обмотки

10 и 11 датчика угла.

Короткозамкнутый виток-каркас 9 с компенсационной обмоткой .12 являет- ся инерционным элементом (ИЭ), чувствительным к действию ускорения.

Сигнальные обмотки 10 и 11 подключены к соответствующим настроенным реактивным контурам 13 и 14, каждый из которых включает в себя переменный резистор 15 и 16 и конденсатор

17 и 18 соответственно. Настраиваете реактивные контуры

13 и 14 сое)чинены с усилителем-демодулятором 19, выход которого через резйстор 20 обратной связи подключен к компенсационной обмотке 12 датчика момента, создавая цепь отри

1024855

Мараховская

Корректор A. Повх

Составитель Н.

Редактор.В. Иванова. Техред А,Ач.Заказ 4387/42 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ ГосударственногО комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1цательной обратной связи. Резистор

20 обратной связи соединен с входом преобразователя ток - код 21, выход которого подключен к информационному входу процессора 22, с выходов которого снимаются электрические сигналы, 5 пропорциональные ускорению, скорости и пути, пройденном объектом в процессе движения. Источник 23 питания подключен к питающей обмотке 4.

Ось чувствительности 00 устрой- 10 ства в исходном положении устанавливается по направлению измеряемого ускорения.

Преобразователь углового положения (датчик угла) в предлагаемом устройстве включает в себя короткозамкнутый виток-каркас 9, размещенные на объединенном магнитопроводе 2 сигнальные обмотки 10 и 11 и питаю- щую обмотку 4, подключенную к источ- . нику 23 питания, и настроенные реак- тивные контуры 13 и 14, включающие резисторы 15 и 16 и конденсаторы 17 и 18.

Датчик момента в предлагаемом уст

:ройстве содержит компенсационную обмотку 12, укрепленную на короткозамкнутом витке-каркасе 9 и находящуюся в.рабочем зазоре магнитной системы, образованной постоянным магнитом 3, магнитопроводом 2 и ярмом 7,30

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении, при отсутствии действующего ускорения в направлении оси чувствительности 00, 35

1 инерционный элемент - короткозамкнутый виток -. каркас 9 с компенса- ционной обмоткой 12 расположен в средней части ярма 7 между сигнальными обмотками 10 и 11. Питаемая, 40 переменным током питающая обмотка

4 наводит в сигнальных обмотках 10 . и 11 .равные и противоположно направ ленные ЭДС. Настройкой реактивных контуров 13.и 14 добиваются равенства амплитуд, частот и фаз сигналов, снимаеваих с этих контуров на входы. усилителя-демодулятора 19" и равен.ства нулю выходного усиленного и промодулированного сигнала.

На компенсационную обмотку 12 50 через резистор 20 обратной связи поступает сигнал с нулевым уровнем.

При действии ускорения по оси чувствительности в направлении 0-0 инерцианный элемент отклоняется в направлении действия ускорения, при, этом короткозамкнутый виток-каркас

9, удалившись от сигнальной обмот-. ки 10 и приблизившись к сигнальной обмотке 11, уменьшает входной,сигнал на настроенном реактивном контуре 14 и увеличивает входной сигнал на настроенном реактивном контуре 13. На выходе усилителя-демодулятора 19 появляется выходной сигнал — ток До (ток обратной связи), предположим положительной полярности, проходящий по цепи отрицательной обратной связи - резистору 20 обратной связи и,компенсационной обмотке 12, который, взаимодействуя с магнитным полем, создаваемым пос-. тоянным магнитом 3, в зазоре б создает противодействующую силу, возвращающую инерционный элемент в исходное положение.

Напряжение, возникающее на резисторе 20 .обратной связи, преобразуется с помощью преобразователя ток — код 21 в цифровой код,.который подается на процессор 22, на выходах которого появляются сигналы, соответствующие величине входного ускорения (величине отклонения инерционного элемента), а также скорости и пути.

При действии ускорения-в противоположном направлении, направлении 0-0, работа устройства происходит аналогично описанному, но ток обратной связи Jooи выходные сигналы имеют противоположную (отрицательную) полярность.

Таким образом, выполнение инерционного элемента в виде укрепленного на подвесе короткозамкнутого витка-каркаса с компенсационной обмоткой, магнитопровода датчика момента и преобразователя углового положения единым и с постоянным магнитом, распопоженным на его ярме витка-каркаса с возможностью переме-. щения в зазоре между полюсным наконечником постоянного магнита и ярмом, на котором расположены сигнальные обмотки, подключенные к введенным настроейным реактивным контурам и соединенные через усилитель-демодулятор и резистор обратной связи с ком" пенсационной обмоткой, позволило упростить"конструкцию устройства.