Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для передачи сигналов. Цель изобретения - повыщение чувствительности преобразователя . Преобразователь содержит ротор 1, расположенный на валу 2, статор 3. Ротор 1 состоит из соосных с валом внутреннего 4 и внешнего 5 полых цилиндров и идентич13 П /« ных ферромагнитных колец 6,7, также соосных с валом 2. В цилиндре 5 вблизи торцов выполнены два ряда равномерных прорезей 8. Кольца 6,7 соединены по внутренней поверхности с цилиндром 4, а по внешней поверхности - с цилиндром 5. Сигнальная обмотка 9 размещена на внутреннем цилиндре 4 и ось ее намотки совпадает с осью вращения. Статор 3 состоит из трех ферромагнитных колец 10,11,12, расположенных соосно и соединенных по внешней поверхности коаксиальным цилиндром 13. Обмотки модуляции 14 расположены между кольцами 10,11. Измерительная обмотка 15 расположена между кольцами 12,11. Вращающийся трансформатор (ВТ) 16 отделен от преобразователя вращаюц 1ейся 17 и неподвижной 18 диамагнитными диэлектрическими шайбами. ВТ 16 содержит статор 19 с первичной тестовой обмоткой 20 и ротор 21 с вторичной тестовой обмоткой 23, включенной последовательно с сигнальной обмоткой 9. Информативный магнитный поток, управляющий потоком модуляции, полностью замыкается внутри замкнутого контура, что увеличивает чувствительность преобразователя. 1Z Г8 ил. $ (Л ю 00 СХ)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D4 G01 D5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3822057/24-07 (22) 06.12.84 (46) 07.01.87. Бюл. № 1 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В. Г. Гусев, А.П. Торгашев, Е. Л. Леонидов и В. Б. Малешин (53) 621.312.322 (088.8) (56) Самбурский А. И., Новик В. К. Бесконтактные измерения параметров вращающихся объектов.— M. Машиностроение, !976, с. 12 — 18.

Авторское свидетельство СССР № 904003, кл. G 01 D 5/00, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ МЕДЛЕННО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ С ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для передачи сигналов. Цель изобретения— повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь содержит ротор 1, расположенный на валу 2, статор 3. Ротор 1 состоит из соосных с валом внутреннего 4 и внешнего 5 полых цилиндров и идентич,у и

ÄÄSUÄÄ 1281892 1 ных ферромагнитных колец 6,7, также соосных с валом 2. В цилиндре 5 вблизи торцов выполнены два ряда равномерных прорезей

8. Кольца 6,7 соединены по внутренней поверхности с цилиндром 4, а по внешней поверхности — с цилиндром 5. Сигнальная обмотка 9 размещена на внутреннем цилиндре 4 и ось ее намотки совпадает с осью вращения. Статор 3 состоит из трех ферромагнитных колец 10,11,12, расположенных соосно и соединенных по внешней поверхности коаксиальным цилиндром 13. Обмотки модуляции 14 расположены между кольцами

10,11. Измерительная обмотка 15 расположена между кольцами 12,1! . Вращающийся трансформатор (BT) 16 отделен от преобразователя вращающейся 17 и неподвижной 18 диамагнитными диэлектрическими шайбами.

ВТ 16 содержит статор 19 с первичной тестовой обмоткой 20 и ротор 21 с вторичной тестовой обмоткой 23, включенной последовательно с сигнальной обмоткой 9. ИнфорMBTHBHbIH магнитный поток, управляющий потоком модуляции, полностью замыкается внутри замкнутого контура, что увеличивает чувствительность преобразователя. 4 ил.

1z В

1281892

Изобретение относится к информационноизмерительной технике и предназначено для передачи сигналов с быстро вращающихся обьектов в условиях повышенной температуры.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства.

На фиг.1 представлен преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся сигналов с вращающегося обьекта, разрез; на фиг.2 — электрическая схема соединений обмоток преобразователя; на фиг.3 и 4 диаграммы, показывающие характер изменения выходного сигнала.

Преобразователь состоит из ротора 1, расположенного на валу 2, и статора 3. Ротор 1 состоит из соосных с валом 2 внутреннего 4 и внешнего 5 полых цилиндров и идентичных ферромагнитных колец 6 и 7, также соосных с валбм 2. Во внешнем полом цилиндре 5 вблизи каждого торца выполнено два ряда равномерно расположенных по окружности прорезей 8. Кольца 6 и 7 по внутренней поверхности соединены с внутренним полым цилиндром 4, а по внешней поверхности — с внешним цилиндром 5 и расположены на валу 2 соосно с ним.

Сигнальная обмотка 9 размещена на внутреннем цилиндре 4, так, что ось ее намотки совпадает с осью вращения вала 2.

Статор 3 преобразователя состоит из трех ферромагнитных колец 10 — 12, расположенных соосно и соединенных по внешней поверхности коаксиальным цилиндром 13.

Обмотка 14 модуляции 14 расположена между крайним 10 и средним 11 кольцами статора, а измерительная обмотка 15 — между крайним 12 и средним 11 кольцами статора 3.

Врающийся трансформатор 16 отделен от преобразователя вращающейся 17 и неподвижной 18диамагнитными диэлектрическими шайбами и содержит статор 19 с размещенной внутри первичной тестовой обмоткой 20 и ротор 21, представляющей собой расположенную на валу 2 ферромагнитную вставку

22 с намотанной на ней вторичной тестовой обмоткой 23, включенной последовательно с сигнальной обмоткой 9 и клеммами 24 для подключения к источнику 25 медленно изменяющегося сигнала. Конструктивное выполнение вращающегося трансформатора может быть различным.

Все обмотки преобразователя выполнены коаксиальным с валом 2.

Преобразователь работает следующим образом.

При наличии тока модуляции в обмотке 14 модуляции магнитный поток, вызванный этим током, замыкается по участку полого цилиндра 13 между крайним 10 и средним 11 кольцами, кольцу 10, зазору между ротором 1 и статором 3 преобразователя, кольцу 6 ротора 1 и далее разветвляется таким образом, что часть потока замыкается

5 !

О !

2с

55 по среднему кольцу 1! и не охватывает измерительную обмотку 15, а другая часть потока замыкается по крайнему кольцу 12 и охватывает измерительную обмотку 15, наводя в ней ЭДС. При этом величина потока модуляции должна быть достаточной для того, чтобы периодически доводить до насыщения участки стенки внешнего цилиндра 5 ротора 1. Глубокого насыщения участков, образованных двумя рядами прорезей, не происходит, так как внутренний цилиндр 4 оказывает для магнитного потока шунтирующее влияние. При отсутствии тока в сигнальной обмотке 9 модуляционный магнитный поток первоначально протекает как по внешнему 5, так и по внутреннему 4 полым цилиндрам. По мере возрастания потока модуляции магнитное сопротивление участков между прорезями 8 во внешнем цилиндре 5 возрастает, при этом магнитное сопротивление внутреннего цилиндра 4 остается практически неизменным. Вследствие шунтирующего влияния внутреннего цилиндра 4 поток модуляции перераспределяется таким образом, что большая его часть протекает по внутреннему цилиндру 5 и через воздушный зазор между ротором 1 и статором 3 замыкается по крайнему кольцу 12, охватывая измерительную обмотку 15. В результате такого перераспределения в последней наводится ЭДС сложного спектрального состава, в которой наибольшую величину имеют первая и вторая гаормоники тока модуляции.

При появлении тока в сигнальной обмотке 9 в последней наводится магнитный поток, который полностью замыкается по ротору 1, не проходя через зазор между ротором 1 и статором 3. При этом направление данного магнитного потока по отношению к потоку модуляции в один и тот же момент времени в стенках внешнего 5 и внутреннего 4 полых цилиндров противоположно, что приводит к изменению распределения магнитного потока модуляции между стенками полых цилиндров 4 и 5 ротора 1, а следовательно, к изменению спектрального состава магнитного потока, пронизывающего измерительную обмотку 1,»

При отсутствии сигнала от источника 25 медленно изменяющегося сигнала в сигнальной обмотке 9 протекает ток, вызванный низкочастотным тестовым сигналом, передаваемым с неподвижной аппаратуры посредством вращающегося трансформатора 16. Воздействие этого периодического линейного например, треугольного) сигнала приводит к тому, что уровень второй гармоники потока модуляции в спектре выходного сигнала модулируется по амплитуде этим линейным низкочастотным сигналом (фиг.3!. Разность временных интервалов (Ь,; ) и (ti, 4) в данном случае равна нулю. При появлении в сигнальной обмотке 9 тока от источника медленно изменяющегося сигнала

1281892

3 поток, вызыванный этим током, суммируется с потоком от источника тестового сигнала, и равенство временных интервалов (to, 1 ) и (t, 4) нарушается (фиг.4), причем эта разность прямо пропорциональна величине сигнала от источника 25 медленно изменяющегося сигнала.

В предлагаемом преобразователе по сравнению с известным информативный магнитный поток, управляющий потоком модуля- 10 ции, полностью замыкается внутри замкнутого ферромагнитного контура, т. е. не встречает на своем пути значительного паразитного сопротивления воздушного зазора, что позволяет получить существенно большую чувствительность, так как величина магнитного потока, созданного сигнальной обмоткой 9, опредееляется только параметрами магнитопровода, не зависит от величины зазора между роторной и статорной частями преобразователя и может быть достаточно большой.

Формула изобретения

Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измеритель- 25 ных сигналов с вращающегося объекта, содержащий ротор в виде ферромагнитного полого цилиндра, соосного с валом, с сигнальной обмоткой, статор с двумя крайними ферромагнитными кольцами, соединенными по внешней поверхности полым цилиндром. коаксиальным валу, обмотки модуляции и измерительную, размещенные внутри статора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен дополнительным полым цилиндром и двумя крайними кольцами, установленными на роторе и размещенными между основным и дополнительным цилиндрами ротора, в дополнительном цилиндре выполнено два ряда равномерно расположенных по окружности прорезей, статор снабжен дополнительным средним ферромагнитным кольцом, равноудаленным от крайних колец и соединенным по внешней цилиндрической поверхности с внутренней поверхностью полого цилиндра, сигнальная обмотка размещена внутри между полыми цилиндрами ротора, измерительная обмотка и обмотка модуляции размещены по разные стороны среднего кольца статора, преобразователь снабжен вращающимся трансформатором, на роторе которого установлена вторичная тестовая обмотка, соединенная последовательно с сигнальной обмоткой и клеммами для подключения к источнику медленно изменяющегося сигнала, на статоре вращающегося трансформатора установлена первичная тестовая обмотка, все обмотки выполнены кольцевыми и расположены коаксиально валу, статоры и роторы преобразователя и вращающегося трансформатора отделены друг от друга диамагнитными диэлектрическими шайбами.

1281892

Составитель В. Трегубов

Редактор Л. Шишкина

Заказ 7!76/36 Тираж 690 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

П

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/" роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4