Устройство для измерения температуры вращающегося объекта
Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения - уменьшение габаритных размеров узла токосъема. Устройство содержит расположенные на вращающемся объекте термопару 7, два магнитопровода 1 и 2 с обмотками 3, 5 и 4, 6 на каждом из них, вращающуюся обмотку индуктивного токомъемника 8, а также расположенные вне вращающегося объекта источник 9 переменного напряжения, генератор 10 сигнала дополнительной модуляции и фильтр 11. Обмотки 3 и 4 идентичны друг другу,, соединены последовательно и встречно, обмотки 5 и 6 идентичны друг другу, соединены последовательно и согласно. Обе пары обмоток подключены к вращающейся обмотке индуктивного токосъемника 8. За счет большой разницы активных сопротивлений пар обмоток и большой разницы индуктивных сопротивлений зтих же пар обмоток (обмотки 5 и 6 имеют на порядок больше число витков, S (0 fe 00 4 сд
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЩИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (П) А1 (S1) 4 С 01 К 13/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
Т ж
) OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ !:Ы .
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3953572/24-10 (22) 17.09.85 (46) 30.12.86. Бюл. № 48 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.П.Торгашев, И.А.Шакиров, В.Г.Гусев и Е.Л.Леонидов (53) 536.53(088.8) (56) Самбурский А.И., Новик В.Н.
Бесконтактные измерения параметров вращающихся объектов. M.: Машиностроение, 1976.
Авторское свидетельство СССР
¹ 1136036, кл. С 01 К 13/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения — уменьшение габаритных размеров узла токосъема. Устройство содержит расположенные на вращающемся объекте термопару 7, два магнитопровода 1 и 2 с обмотками 3, 5 и 4, 6 на каждом иэ них, вращающуюся обмотку индуктивного токомъемника 8, а также расположенные вне вращающегося объекта источник 9 переменного напряжения, генератор 10 сигнала дополнительной модуляции и фильтр 11. Обмотки 3 и 4 идентичны друг другу, соединены последовательно и встречно, обмотки 5 и
6 идентичны друг другу, соединены последовательно и согласно. Обе пары обмоток подключены к вращающейся обмотке индуктивного токосъемника 8.
За счет большой разницы активных сопротивлений пар обмоток и большой разницы индуктивных сопротивлений этих же пар обмоток (обмотки 5 и 6 имеют на порядок больше число витков, 1280345 чем обмотки 3 и 4), происходит раздельное функционирование обмоток: обмотки 3 и 4 создают напряженность возбуждения, а обмотки 5 и 6 — наИзобретение относится к температурным измерениям и предназначено для измерения температуры вращающегося объекта с помощью термопары.
Целью изобретения является умень- 5 шение габаритных размеров узла токосъема.
На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства, на фиг. 2 форма выходного сигнала при отсутствии сигнала термопары, на фиг. 3 то же, при наличии сигнала термопары.
Устройство содержит два одинаковых замкнутых магнитопровода 1 и 2, расположенных на вращающемся объекте, на которых размещены одинаковые пары обмоток возбуждения 3 и 4 и обмоток управления 5 и 6, термопару 7, индуктивный токосъемник 8, источник
9 переменного напряжения, генератор
10 сигнала дополнительной модуляции и фильтр 11.
Устройство работает следующим образом.
При равенстве температур рабочего и холодного спаев термопары 7 развиваемая ею ЭДС равна нулю и постоянный ток управления в обмотках управления 5 и 6 тоже равен нулю. Намагничивание сердечников модулятора в
30 этом случае осуществляется низкочастотным модулчрующим сигналом треугольной формы генератора 10, подаваемым в цепь обмоток управления 5 и 6 при помощи индуктивного токосъемника 8.
Намагничивания сердечников модулятора этим сигналом по обмоткам возбуждения не происходит, так как сопротивление цепи обмоток возбуждения 3 и 4 за счет выполнения их высокоом40 ным приводом намного превосходит сопротивление цепи обмоток управления 5 и 6.
Источник питания 8 осуществляет перемагничивание сердечников модуля45 тора по обмоткам во бужденин 3 и 4. пряженность управления. Питание уст ройства и снятие выходного сигнала осуществляется при помощи одного индуктивного токосъемника 8. 2 ил.
Для обеспечения работы модулятора на линейном достаточно протяженом участке характеристики одновременного намагничивания число витков обмоток управления делается большим (несколько сотен витков), а число витков обмоток возбуждения, в силу значительной величины тока возбуждения, делается небольшим (несколько десятков), поэтому цепи обмоток возбуждения и обмоток управления резко отличаются по величине их индуктивного сопротивления.
Это обстоятельство практически исключает протекание тока возбуждения по обмоткам управления, поэтому цепь, состоящая из термопары 7 и обмоток
5 и 6 не шунтирует обмотки возбуждения 3 и 4 при перемагничивании их сердечников источником 9 переменного напряжения.
При одновременном действии поля возбуждения и поля, обусловленного низкочастотным модулирующим сигналом, в магнитопроводах возникают переменные магнитные потоки с частотами f, 2f, 3f и т.д., где f — частота источника. Четные гармоники ЭДС на последовательно и согласно соединенных обмотках 5 и 6 образуют прямую последовательность и поэтому результирующая ЭДС второй и кратных ей гармоник не равны нулю. Нечетные гармоники ЭДС на последовательно и встречно соединенных обмотках 3 и 4 образуют обратную последовательность и поэтому компенсируют дру друга.
Вследствии этого сигнал на неподвижной обмотке индуктивного токосъемника 8 оказывается пропорциональным суммарной ЭДС обмоток 5 и 6 и представляет собой напряжение второй гармоники частоты возбуждения, модулированное низкочастотным сигналом треугольной формы (фиг. 2). Постоянство воеменных интервалов Сд-t, и
1280345 и т.д. говорит об отсутствии сиг2 нала управления.
При появлении разности температур между спаями термопары 7 по обмоткам
5 и 6 протекает постоянный ток, пропорциональный этой разности. Ток термопары протекает также по вращающейся обмотке индуктивного токосъемника 8, В силу малости этого тока и пологости характеристик намагничивания ин- 10 дуктивного токосъемника из-за наличия воздушных зазоров в магнитопроводе этого токосъемника влиянием тока термопары на работу токосъемника можно пренебречь. Форма сигнала на выходе фильтра 11 показана на фиг. 3. Разность временных интервалов Ь = (с<—
) — (t -t ) дает информацию о темо г пературе контролируемого объекта в месте установки термопары. 20
Формула изобретения
Устройство для измерения температуры вращающегося объекта, содержащее расположенные на вращающемся объекте термопару, два одинаковых замкнутых магнитопровода с двумя обмотками на каждом из них и вращающуюся обмотку индуктивного токосъемника, З0 а также расположенные вне вращающегося объекта источник переменного напряжения, генератор сигнала дополнительной модуляции и неподвижную обмотку индуктивного токосъемника, причем первые обмотки магнитопроводов идентичны одна другой, соединены последовательно и встречно и подключены к вращающейся обмотке индуктивного токосъемника, при этом вторые обмотки магнитопроводов также идентичны одна другой и соединены последовательно и согласно, а термопара включена последовательно с вторыми обмотками магнитопроводов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров узла токосъема, в него дополнительно введен фильтр, настроенный на вторую гармонику переменного напряжения, первые обмотки магнитопроводов выполнены из провода с большим удельным электрическим сопротивлением, чем остальные обмотки, причем цепь, образованная последовательным соединением термопары и вторых обмоток магнитопровода, подсоединена также к вращающейся обмотке индуктивного токосъемника, к неподвижной обмотке которого подсоединены вход фильтра и цепь, состоящая из последовательно соединенных источника переменного напряжения и генератора сигнала дополнительной модуляции.
Составитель А.1Цедрин
Редактор Т.Парфенова Техред И.Попович Корректор А.Ильин
Заказ 7048/40 Тираж 778 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
