Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 1 0 01 D 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

77 о

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3823018/24-07 (22) 06.12.84 (46) 30.10 ° 86. Бюл. N 40 (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А. П. Торгашев, В. Г. Гусев, Е. Л. Леонидов и М. П. Иванов (53) 621.313.323(088.8) (56) Самбурский A. И., Новик В. K.

Бесконтактные измерения параметров вращающихся объектов. M. Машиностроение, 1976, с. 8-10.

Авторское свидетельство СССР

9 904003, кл. G 01 D 5/00, 1982.

„„SU, 1267159 А 1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ МЕДЛЕННО ИЗМЕНЯЮЦИХСЯ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ С ВРАЦАНЦЕГОСЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта дпя работы при повышснной температуре; Цель изобретения — повышение чувствительности устройства. Преобразователь содержит магнитомодуляционный токосъемник 1, для вращающихся трансформатора 2, отделенных друг от друга диэлектри- а

12671 ческими шайбами 3-6, токосъемник 1 содержит ротор 7 на валу 8, статор 9.

Ротор 7 содержит соосно размещенные с валом внутреннее 10 и внешнее 11 кольца 12. В стенке внешнего полого ,цилиндра вдоль оси вращения равномерно по окружности выполнен ряд прорезейу статорная часть выполнена в виде двух соосных с валом плоских колец 17, 18, соединенных между собой по внешней кромке полым цилиндром 19, при этом обмотка модуляции

20 расположена внутри статора между плоскими кольцами 17, 18, сигнальная 15 и вращающаяся измерительная обмотки 16 намс1таны на внутренний цилиндр 10 ротора. Первый вращающийся трансформатор 2 содержит статор 21 с размещенной внутри него неподвижной тестовой обмоткой 22, ротора 23 с вращающейся тестовой обмоткой 25.

Второй вращающийся трансформатор, содержащий ротор 28 с расположенной на пем первичной вращающейся обмот59 кой 30, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки 16 и статор 26 с расположенной в нем вторичной неподвижной обмоткой 27, при этом все обмотки коаксиальны с валом, статорные части, а также роторные части преобразователя отделены друг от друга диамагнитными диэлектрическими шайбами. Кроме того, прорези в стенке внешнего полого цилиндра ротора магнитомодуляционного токосъемника выполнены по всей длине цилиндра, при этом ширина прорезей в 2-3 раза больше расстояния между ними, а толщина стенки внешнего полого цилиндра соизмерима с толщиной стенки внутреннего полого. цилиндра ротора магнитомодуляционного токосъемника. Информативный . магнитный поток, управляющий током модуляции, полностью замыкается внутри замкнутого ферромагнитного контура, поэтому преобразователь имеет существенно большую чувствительность. 3 ил.

Изобретение относится к информациопно-измерительной технике и предназначено для передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся объектов в условиях повышенной температуры.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства.

На фиг. 1 схематически показан преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся объектов, разрез; на фиг. 2-3 — электрическая схема соединений обмоток преобразователя.

Преобразователь состоит из магнитомодуляционного токосъемника 1 (ИМТ) и двух вращающихся трансформаторов 2 отделенных один от другого неподвиж ными 3 и 4 и вращающимися 5 и 6 диэлектрическими диамагнитными шайба" ми. 1!агнитомодуляционный токосъемник

1 состоит из ротора 7, расположенного на валу 8, и статора 9. Ротор 7 состоит из соосных с валом 8 внутреннего 10 и внешнего ll полых цилиндров, соединенных между собой с торцов соосными с валом 8 идентичными плоскими кольцами 12 и 13. В стенке внешнего полого цилиндра 11 вдоль

S оси вращения по всей длине цилиндра 11 выполнены прорези 14, размещенные равномерно по окружности. Ширина прорезей 14 в 2-3 раза больше расстояний между ними, а толщина

1О стенки внешнего полого цилиндра 11 соизмерима с толщиной стенки внурреннего полого цилиндра 10. Такое соотношение величины прорезей и толщины стенок цилиндров выбрано в це- лях обеспечения наибольшей чувствительности преобразователя. На внутренний цилиндр 10 намотаны сигнальная обмотка 15 и измерительная обмотка 16.

Статор 9 магнитомодуляционного токосъемника 1 состоит из соосных с валом 8 идентичных плоских коюй.ц

17 и 18, соединенных между собой по внешней кромке полым цилиндром 19, р внутри которого расположена соосная с валом 8 обмотка 20 модуляции.

3 1267

Первый вращающийся трансформатор

2 содержит статорную часть 21 с размещенной внутри него неподвижной тестовой обмоткой 22 и роторную часть 23, представляющую собой расположенную на валу 8 ферромагнитную вставку 24 с намотанной на нее вращающейся тестовой обмоткой 25, включенной в по- следовательную замкнутую электрическую цепь с сигнальной обмоткой 15 и источником медленно изменяющегося сигнала (не показан). Конструктивное выполнение вращающегося трансформатора может быть различным, но принцип работы преобразова еля при этом остается неизменным.

Второй вращающийся трансформатор 3 содержит статорную часть 26 с размещенной внутри вторичной неподвижной обмоткой 27 и роторную часть 28, 20 представляющую собой расположенную на валу 8 ферромагнитную вставку 29 с намотанной на нее первичной вращающейся обмоткой 30, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки 16. Конструктивное выполнение вращающеroся трансформатора может быть различным. Оси вращения всех обмоток преобразователя совпадают с осью вращения вала 8.

Преобразователь работает следующим образом.

При наличии тока модуляции в обмотке 20 модуляции магнитный ноток, вызванный этим током, замыкается по статору 9, ротору 7 магнитомодуляционного токосъемника 1. При этом часть потока, протекающего по ротору 7, проходит по внешнему полому ци40 линдру 11, периодически доводя до насыщения участки стенки между прорезями 14> в то время как большая часть потока протекает по внутреннему полому цилиндру 10, площадь сечения которого больше суммарной площа45 ди сечения участков между прорезями

14 в стенке внешнего цилиндра 11.

При увеличении магнитного потока модуляции выше определенного значения, магнитное сопротивление участков внешнего цилиндра ll становится достаточно большим и магнитный поток в его стенке прекращает увеличиваться, зато более быстро начинает возрастать поток Во внутренне полом 55 цилиндре 10. Это приводит к тому, что в измерительной обмотке 16, намотанной на внутренний полый цилиндр

159 4

10 возникает ЭДС сложной формы, основную часть в которой занимает первая и вторая гармоники тока модуляции. Этот сигнал передается на внешнюю измерительную аппаратуру посредством второго вращающегося трансформатора 3.

При появлении тока в сигнальной обмотке 15, в последней наводится магнитный поток, который полностью замыкается по ротору 7, не проходя через зазор между ротором 7 и статором 9. При этом направление магнитного потока по отношению к потоку модуляции в стенках внешнего 11 и внутреннего 10 полых цилиндров будет в один и тот же момент времени противоположным, что приведет к изменению распределения магнитного потока модуляции между стенками полых цилиндров 10 u II ротора 7, а следовательно, к изменению спектрального состава переменного магнитного потока, пронизывающего измерительную обмотку 16.

В отсутствие сигнала от источника в сигнальной обмотке 15 протекает ток, вызванный низкочастотным тестовым напряжением, передаваемым с неподвижной аппаратуры посредством первого вращающегося трансформатора 2.

Воздеиствие этого периодического ли-. нейного (например, треугольного) сигнала приводит к тому, что уровень второй гармоники потока модуляции в спектре выходного сигнала будет промодулирован по амплитуде этим линейным низкочастотным сигналом(фиг.3)

Разность временных интервалов (t,,;

,) и ft, 1 ) в данном случае равна нулю. При появлении в сигнальной обмотке 15 тока от источника медленно изменяющегося сигнала, поток, вызванный этим током, суммируется с потоком от источника тестового сигнала, равенство временных интервалов (Со;.

1Д и (С,; 1 J нарушается, причем эта разность прямо пропорциональна величине сигнала от источника медленного изменяющегося сигнала, Преимуществом предлагаемого преобразователя является то, - то информативный магнитный поток, управляющий током модуляции, полностью замыкается внутри замкнутого ферромагнитного контура, т.е. не встречает на своем пути весьма значительного параэитного сопротивления воздушного

5 12671 зазора, поэтому преобразователь имеет существенно большую чувствительность, так как величина магнитного потока, созданного сигнальной обмоткой 15, определяется только параметрами магнитопровода, не зависит от величины зазора между роторной и статорной частями преобразователя и может быть достаточно большой, что особенно важно при работе с маломощными источниками, например, термопарами.

Формула изобретения

Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, содержащий магнитомодуляционный токосъемник, состоящий из ротора в виде полого цилиндра,соосного щ с валом, статорный магнитопровод с двумя кольцами, соедйненными по внешней кромке полым цилиндром коаксиальным с валом, и обмотку модуляции, расположенную в статоре внутри 2S полого цилиндра между кольцами, сигнальную обмотку, расположенную на полом цилиндре ротора, и измерительную обмотку, отличающийся

1 тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, на токо59 Ь съемиике установлен дополнительный внешний полый коаксиальный цилиндр, соединенный с торцов с внутренним цилиндром двумя кольцами, в Стенке внешнего полого цилиндра вдоль оси вращения равномерно по окружности выполнен ряд прорезей, сигнальная и измерительная обмотки намотаны на внутренний цилиндр ротора, дополнительно установлен первый вращающийся трансформатор, содержащий ротор с расположенной на нем вращающейся тестовой обмоткой, включенной последовательно в цепь с сигнальной обмоткой и с клеммами, предназначенными для подключения к источнику медленно изменяющегося сигнала, и статор с расположенной внутри него неподвижной тестовой обмоткой, дополнительно установлен второй вращающийся трансформатор, содержащий ротор с расположенной на ием первичной обмоткой, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки, и статор с расположенной в нем вторичной неподвижной обмоткой, при этом все обмотки коаксиальны с валом, статорные части, а также роторные части преобразователя отделены одна от другой диамагнитными дизлектрическими шайбами.

1267159

Составитель В. Трегубов

Редактор Ю. Середа Техред A.Êðàâ÷óê Корректор С. Некмар

Заказ 5752/35 Тираж 705 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4