Устройство для измерения динамических параметров элементов вращающихся объектов

 

Изобретение может быть использовано для измерения динамических параметров (давления, деформаций) элементов вращающихся объектов - роторов , электрических машин, газотурбинных двигателей. Устройство для измерения содержит усилители 1, 13, 15 постоянного тока, генератор 2, тензорезистор 3, регистрирующий блок 4,. питающий токосъемник 5 трансформаторного типа, подвижные обмотки 6, .10, первичную обмотку 7, обмотку 8 обратной связи, передающий токосъемник 9 трансформаторного типа, неподвижную и компенсирующую обмотки 11 и 12 соответственно, вращающтцЧся объект 14, резистор 16, Изобретение повышает точность измерения за счет исключения влияния температурной зависимости активного сопротивления цепи компенсирующей обмотки, 1 ил, pQ ГО О5 1 &0 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 01 D 5/12

ВС7ГВъ.,wpq „=.,f3

«««««

«ч

-.. «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и A BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11(Б.(М :, a

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 4016258/24 — 21 (22) 30,01.86 (46) 07.08.87. Бюл. 1 « 29 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Ю.В.Швецов, С.С.Торопов, В.Ф.Проценко и А.В.Губин (53) 621.53.087 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1 « 1077520, кл. С 01 D 5/.12,10.03.82. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАЖ1IECKHX ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ВРАЩАЮ1ПИХСЯ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение может быть использовано для измерения динамических параметров (давления, деформаций) элементов вращающихся объектов — роторов, электрических машин, газотурбинных двигателей. Устройство для измерения содержит усилители 1, 13, 15 постоянного тока, генератор 2, тензорезистор 3, регистрирующий блок 4,. питающий токосъемник 5 трансформаторного типа, подвижные обмотки 6, 10, первичную обмотку 7, обмотку 8 обратной связи, передающий токосъемник

9 трансформаторного типа, неподвижную и компенсирующую обмотки 11 и 12 соответственно, вращающ-(йся объект

14, резистор 16. Изобретение повышает точность измерения за счет исключения влияния температурной зависимости активного сопротивления цепи компенсирующей обмотки. 1 ил.

1328673

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров (давления, деформаций) элементов вращающихся объектов — роторов электрических машин., газотурбинных двигателей и т.п.

Цель изобретения состоит в повышении точности измерения за счет исключения влияния температурной зависимости активного сопротивления цепи компенсирующей обмотки.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. устройство для измерения динамических параметров элементов вращающихся объектов содержит первый усилитель 1 постоянного тока, генератор 2 (прямоугольного напряжения), тензорезистор 3, регистрирующий блок

4, питающггй токосъемник 5 трансфор— маторного типа, содержащий первую подвижную обмотку 6, а также первичную обмотку 7 и обмотку 8 обратной связи, начала которых соединены между собой, конец первичной обмотки 7 соединен с общим проводом, а конец обмотки 8 обратной связи — с входом первого усилителя 1 постоянного тока, к выходу которого подключен генератор 2 прямоугольного напряжения, вью ход последнего соединен с объединенными выводами первичной обмотки 7 и обмотки 8 обратной связи, передающий токосъемник 9 трансформаторного тип а с од сржа щий вт ор ую п од виж ную о б— мотку 10, а также неподвижную обмотку I 1 и компенсирующую обмотку 12, второй усилитель 13 постоянного тока, причем конец неподвижной обмотки 11 и начало компенсирующей обмотки 12 соединены с общим проводом, а начало неподвижной обмотки 11 подключено к входу второго усилителя 13 постоянного тока, выход которого соединен с концом компенсирующей обмотки 12, первая подвижная обмотка 6 и вторая подвижная обмотка 10 соединены последовательно с тензорезистором 3, расположенным на вращающемся объекте

14, и образуют замкнутый контур, третий усилитель 15 постоянного тока и резистор 16, один конец которого соединен с началом компенсирующей об— мотки 12 и инвертирующим входом тре— тьего усилителя 15 постоянного тока, другой — с выходом этого усилителя и регистрирующим блоком .4, при этом неинвертирующий вход третьего усилителя 15 постоянного тока соединен с общим проводом.

Устройство работает следую.цим об7 разом.

Генератор 2 прямоугольного напряжения, нагруженный на первичную обмотку 7, вызывает в ней ток. Обмотки

)О 7 и 8 намотаны бифилярно, имеют раз— ные числа витков. Б связи с этим напряжение обратной связи, подаваемое на вход первого усилителя 1 постоянного тока, всегда равно падению нап16 ряжения на распределенном активном сопротивлении первичной обмотки 7.

Первый усилитель 1 постоянного тока имеет единичный коэффициент усиления по напряжению. Напряжение:!a его

2О выходе равно входному, а в контуре, ооразозанном генератором 2 прямоуголь ного «гапряжения, первичной обмоткой 7 и выходом первого усилителя 1 постоянного тока, происходит взаимная ком26 пенсация двух напряжений — падения напряжения на распределенном активном сопротивлении первичной обмотки 7 и напряжения на выходе первого усилителя 1 постоянного тока.

30 При достаточно малом внутреннем сопротивлении генератора 2 прямо— угольного напряжения ток первичной обмоткй 7 линеен в пределах каждого полупериода, а напряжение, индуктируемое в первой подвижной обмотке 6, повторяет по форме напряжение гене— ратора ? прямоугольного напряжения. ,Плите<гьность период» следования прямоугольного напряжения выбирается за,1П ведомо больше длительности периода

Hизшей граничной ча<.тоты контролируемо — . o частотного диапазо <а динамического параметра.

Ток, возникающий в контуре, образованном первой и второй подвижными обмотками 6 и 10 и тензорезистором 3, индуктирует цаг<ряжение в непоцвижной обмотке 11, которое поступает на вход второго (неинвертирующего) усичителя ч

13 постоянного тока, имеющего коэффициент усиления, значительно больший единицы. Напряжение, возникающее на выходе второго усилителя 13 постоянного тока, вызывает ток в компенси55 рующей обмотке 12. При указанной разметке концов обмоток 11 и 12 лагнитный поток, созлаваемьпй током в обмотк< 11, направлен встречно магнитному з 1328673 4 потоку, создаваемому током в компенсирующей обмотке 12, и магнитному потоку, создаваемому током во второй подвижной обмотке 10. При достаточно большом коэффициенте усиления по напряжению второго усилителя 13 посто— янного тока происходит практически полная взаимная компенсация этих потоков. Таким образом, ток обмотки 12 точно соответствует току обмотки 10.

Воздействие контролируемого динамического параметра на тензорезистор 3 вызывает модуляцию протекающего по нему тока, а спедовательно, тока компенсирующей обмотки 12, который подлежит регистрации.

Поскольку конец компенсирующей обмотки 12 подключен к выходу второго усилителя 13 постоянного тока, выходной ток которого определяется соотно— шением числа витков второй подвижной обмотки 10 и компенсирующей обмотки

12, ток, протекающий в компенсирую— щей обмотке 12, не зависит от температурного изменения активного сопротивления в ее цепи. В точке соединения начала компенсирующей обмотки 12 и одного конца дополнительного резистора 16 с инвертирующим входом третьего усилителя 15 постоянного тока при достаточно большом коэффициенте усиления потенциал инвертирующего входа близок к нулю (виртуальный ноль), следовательно, входной ток полностью протекает через резистор 16 создавая в нем регистрируемое падение напряжения U = I ° R которое не зависит от изменения активного сопротивления цепи компенсирующей обмотки, Устройство для измерения динами— ческих параметров элементов вращающихся объектов, содержащее первый и

1р второй усилители постоянного тока, генератор, тензорезистор, регистрирующий блок, питающий токосъемник трансформаторного типа, содержащий первую подвижную обмотку, а также

15 первичную обмотку и обмотку обратной связи, первые выводы которых соединены между собой, конец первичной обмотки соединен с общей шиной, а конец обмотки обратной связи соединен

20 с входом первого усилителя постоянного тока, к выходу которого подключен генератор, выход которого соединен с объединенными выводами первичной обмотки и обмотки обратной связи, пе25 редающий токосъемник трансформаторного типа, содержщий неподвижную и компенсирующую обмотки, а также вторую подвижную обмотку, первый вывод которой соединен с первым выво30 дом тензорезистора, второй вывод которого соединен с первым выводом первой подвижной обмотки, второй вывод которой соединен с вторым выводом второй подвижной обмотки, о т

35 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены третий усилитель постоянного тока и резистор, первый выход которого соединен

П0 с входом регистрирующего блока и выходом третьего усилителя постоянного тока, инвертирующий вход которого соединен с вторым выводом резистора и началом компенсирующей обмотки, ко45 нец которой соединен с выходом второго усилителя постоянного тока, вход которого соединен с началом неподвижной обмотки, конец которой сое. динен с общей шиной и неинвертируюб0 щим входом третьего усилителя постоянного тока.

ВНИИПИ Заказ 3475/44 Тираж 693 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. проектная, 4

Таким образом, введение третьего усилителя постоянного тока и резистора позволяет повысить точность за счет исключения влияния температурной зависимости активного сопротивления цепи компенсирующей обмотки.

Кроме того, устройство не требует калибровки. Это объясняется тем, что при тензометрировании изделий длина соединительных кабелей может меняться в широких пределах. формулаизобретения