Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок

 

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок содержит генератор 1 прямоугольного напряжения, усилитель 2 постоянного тока с дифференциальным входом, питающий токосъемник 3 трансформаторного типа, содержащий неподвижную обмотку 4, обмотку 5 обратной связи и подвижную обмотку 6, тензорезистор 7, трансформаторный преобразователь 9 с первичной обмоткой из секций 10 и 11 и вторичной обмоткой 12, конденсатор 13 и регистрирующий блок 14. Устройство имеет повьшенную точность измерения путем улучшения соотношения сигнал - помеха на входе регистрирующего блока 14. 1 ил. с € ел г L / .9 12 lit

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 2094 A 2 (51)4 С 01 Э 5 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 д

ГОСУДАРСТНЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетекий и ОткРытий (61) 1026013 (21) 3982529124-21 (22) 29.11.85 (46) 07 ° 07.87. Бюл. Ф 25 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) С.С.Торопов, В.Ф. Проценко и А.В.Губин (53) 531,717.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1026013, кл. G 01 D 5/12, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИ. ЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВРАШфОЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ

СИЛОВЫХ УСТАНОВОК (57) Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок содержит генератор

1 прямоугольного напряжения, усилитель 2 постоянного тока с дифференциальным входом, питающий токосъемник

3 трансформаторного типа, содержащий неподвижную обмотку 4, обмотку 5 обратной связи и подвижную обмотку 6, тензорезистор 7, трансформаторный преобразователь 9 с первичной обмоткой из секций 10 и 11 и вторичной обмоткой 12, конденсатор 13 и регистрирующий блок 14 ° Устройство имеет повышенную точность измерения путем улучшения соотношения сигнал — помеха на входе регистрирующего блока 14.

1 ил.

Г

l !

94 2

1 13220

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров (давления, деформаций, вибраций) вращающихся деталей силовых установок — электрических машин, газотурбинных двигателей и т.п, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. 11 1026013.

Цель изобретения — повышение точ- 10 ности измерения устройства путем улучшения соотношения сигнал/помеха на входе регистрирующего блока, На чертеже приведена блок-схема устройства. 15

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок содержит генератор

1 прямоугольного напряжения, усилитель 2 постоянного тока с дифференци- 20 альным входом, неинвертирующий вход которого заземлен, питающий токосъемник 3 трансформаторного типа, содержащий неподвижную обмотку 4, обмотку

5 обратной связи, подвижную обмотку

6„ к зажимам которой подключен тензорезистор 7, расположенный на вращающейся части 8 силовой установки, | трансформаторный преобразователь 9 с первичной обмоткой, состоящей из 30 двух последовательно соединенных секций 10 и 11, и вторичной обмоткой 12, конденсатор .13 и регистрирующий блок

14, причем первый выход генератора 1 прямоугольного напряжения заземлен, его второй выход соединен с первым выводом обмотки 5 обратной связи, второй вывод которой соединен с инвертирующим входом усилителя 2 постоянного тока, выход которого соединен 40

-с первым выводом неподвижной обмотки

4, второй вывод которой через встречно-последовательно включенные секции

10 и 11 соединен с шиной заземления, конденсатор 13 подключен параллельно 45 секции 11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 3, а его вторичная обмотка 12 подключена к входам регистрирующего блока 14.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал в форме прямоугольного напряжения с выхода генератора 1 прямоугольного напряжения через обмотку 5 обратной связи поступает на инвертирующий вход усилителя

2 постоянного тока и возбуждает ток в неподвижной обмотке 4 питающего токосъемника 3 трансформаторног типа. Ток i„ индуктирует напряжение в неподвижной обмотке 6 и обмотке 5 обратной связи. Так как обмотка 5 обратной связи включена последовательно с выходом генератора 1 прямоугольного напряжения, то при соответствующей фазировке обмотки 5 обратной связи напряжение, индуктируемое в ней, будет всегда в противофазе с напряжением на выходе генератора 1 прямоугольного напряжения, Разностный сигнал поступает на инвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока и при достаточно большом коэффициенте его усиления по напряжению стремится к нулю. Таким образом, в обмотках 5 и 6 индуктируются напряжения, близкие по форме к напряжению на выходе генератоора 1 прямоугольного напряжения. Секции 10 и 11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9 включены последовательно с неподвижной обмоткой 4 питающего токосъемника 3.

Ток i обмотки 4 изменяется по линейному закону в переделах каждого полупериода прямоугольного напряжения.

Период повторения прямоугольного напряжения выбирается намного больше периода низшей гармоники контролируемого диапазона частот динамического параметра и составляет десятки и сотни миллисекунд, Таким образом,ток представляет собой периодическую линейную изменяющуюся функцию времечи с частотой основной гармоники 5 -

10 Гц.

Реактивное сопротивление конденсатора 13, при соответствующем подборе величины его емкости, может иметь значительную величину для первой и ряда высших гармоник частотного спектра тока i . В связи с этим, практически весь ток i обтекает все секции 10 и

11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9, включенные последовательно и встречно ° В результате такого включения секций 10 и 11 намагничивающие силы первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9 взаимно компенсируются и в его вторичной обмотке 12 напряжение не наводится, т,е. прямоугольный сигнал помехи на входе регистрирующего блока 14 отсутствует.

Тензорезистор 7, расположенный на вращающейся части 8 силовой установ формула изобретения МЗ.

w() =- — ——

Составитель В.Быков

Техред A.Êðàâ÷óê Корректор Г.Решетник

Редактор А.Сабо

Заказ 2853/36 Тираж 693 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

3 132209 ки, находится под воздействием контролируемого параметра. Изменение величины сопротивления тензорезистора

7 приводит E изменению TGEG щего через него, а соответственно и к изменению тока i, текущего через в последовательно соединенные секции

10 и 11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9. Реактивное сопротивление конденсатора 13 имеет 10 незначительную величину для высокочастотного тока, обусловленного изменением тензорезистора 7 под воздействием динамического параметра. Следовательно, информативная составляю- 15 щая тока i замыкается через конден1 сатор 13, минуя секцию 11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9, а в его вторичной обмотке . 12 наводится напряжение с частотой 20 изменения контролируемого динамичес. кого параметра.

Амплитудно-частотная характеристика трансформаторного преобразователя

9 при холостом ходе вторичной обмотки25

12 и одинаковом числе витков секций

10 и 11 первичной обмотки имеет вид где ы — круговая частота электрического сигнала;

М вЂ” взаимная индуктивность между одной из секций 10 и 11 первичной обмотки и вторичной обмоткой 12 трансформаторного преобразователя 9. индуктивность секции 10 или 11;

С вЂ” емкость конденсатора 13;

4 4

R — активное сопротивление секции 11.

Согласно этой формуле W()=0 при о=0 и У(ы) =МК/L при ы - . Это означает, что трансформаторный преобразователь 9 подавляет низкочастотный сигнал и пропускает высокочастотный, т.е. представляет собой фильтр верхних частот. Таким образом, на входе регистрирующего блока 14 отсутствует прямоугольная помеха при наличии высокочастотного информативного сигнала о контролируемом динамическом параметре, чем и достигается цель изобретения, Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой точностью измерения за счет улучшения соотношения сигнал/помеха на входе регистрирующего блока 14, что позволяет дополнительно упростить регистрирующий блок 14 эа счет исключения средств подавления прямоугольной помехи, облегчить настройку и эксплуатацию устройства, Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок по авт. св.

Ф1026013,отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем улучшения соотношения сигнал/помеха на входе регистрирующего блока, первичная обмотка трансформаторного преобразователя выполнена в виде двух, соединенных последовательно, секций, одна из кото-. рых зашунтирована конденсатором.