Бесконтактное устройство для измерения параметров вращающегося объекта

 

Устройство относится к тензометрическим устройствам для измере- ,ния параметров вращающихся объектов, может быть использовано для измерения резистивным датчиком деформации, крутящего момента, углового ускорения и т.п. Цель изобретения - повышение точности за счет компенсации влияния на коэффициент передачи токосъемника углового положения подвижной обмотки 2 относительно неподвижной обмотки 6, что достигается введением предназначенного для установки на вращающемся объекте кодирующего диска 3 с двумя дорожками, на одной из которых 2 оптических С 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 С Ol В 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

l . ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4269941/25-28 (22) 13.05.87 (46) 07.02.89. Бюл. 9 5 (71) Кубанский научно-исследовательский институт по испытанию тракторов .и сельскохозяйственных машин (?2) Н.К.Таригин, А.И.Романенко. и О.А.Поляков (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 717576, кл. G 01 В 7/16, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1013743, кл. G 01 В 7/16, 1981. (54) БЕСКОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ

ОБЪЕКТА

„„SU„„1456766 А 1

2 (57) Устройство относится к тенэометрическим устройствам для измерения параметров вращающихся объектов, может быть использовано для измерения рез и с тивным да тч иком деформа ции, крутящего момента, углового ускорения и т,п, Цель изобретения — повышение точности за счет компенсации влияния на коэффициент передачи токосъемника углового положения подвижной обмотки 2 относительно неподвижной обмотки 6, что достигается введением предназначенного для установки на вращающемся объекте кодирующего диска 3 с двумя дорожками, и на одной иэ которых 2 оптических

1 меток .4, а на другой — одна метка 5, двух излучателей 9 и 10 и сопряженных с ними фотоэлектрических приемников 11 и 1 2, двух формирователей

13 и 14 импульсов, двоичного счетчика 15 íà и разрядов, счетный вход которого соединен с формирователем

13 импульсов с приемника 11 первой дорожки, а установочный вход - с формирователем 14 импульсов с приемника 12 второй дорожки диска, и инверторов 16, каждый из которых соединен с выходом одного из разрядов счетчика 15, и переключателей 17 с двумя неподвижными и одним подвижным контактами, дешифратора 18 на и вхо456766 дов и 2" выходов, 2" цепей 19 коррекции, каждая из которых своим входом соединена с одним из выходов деи шифратора 18, и сумматора 20 на 2+1 входов, причем неподвижные контакты каждого переключателя 17 соединены соответственно с входом и выходом инвертора 16 одного из разрядов счетчика, а подвижные контакты механически соединены между собой и подключены к соответствующим входам дешифратора 18. Положение переключателей 17 изменяют при изменении направления вращения. Устройство позволяет снизить погрешность до 0,15%.

1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрическим устройствам для измерения физических параметров вращающихся объектов, и может быть использовано для измефения на таких объектах резистивным датчиком деформации, крутящего момента, углового ускорения и т п 10

Цель изобретения — повышение точности за счет компенсации влияния на коэффициент передачи токосъемника углового положения подвижной обмотки относительно неподвижной. 15

Поставленная цель достигается введением предназначенного для установки на вращающемся объекте кодирующего диска с двумя концентричными . дорожками, на одной из которых 2 " 20 оптических меток выполнены с равномерным шагом по окружности, а на другой выполнена одна метка, угловая координата которой совпадает с угловой координатой одной из меток пер- 25 вой дорожки, двух излучателей и сопряженных с ними фотоэлектрических приемников, предназначенных для установки против соответствующих дорожек диска, двух формирователей им- у) пульсов, каждый из которых своим входбм соединен с одним из фотоэлектрических приемников, двоичного счетчика на и разрядов, счетный вход которого соединен с формирователем импульсов с приемника первой дорожки, а установочный вход - с формирователем импульсов с приемника второй дорожки диска, и инверторов, каждый из которых соединен с выходом одного из разрядов счетчика, и переключателей с двумя неподвижными и одним подвижным кон так том, дешифра тора на и вхо1l и дов и 2 выходов, 2 цепей коррекции, каждая из которых своим входом соединена с одним их выходов дешифратора, и сумматора на (2 +1) входов, tl соединенных соответственно с выходами измерителя амплитуды и цепей коррекции, причем неподвижные контакты каждого переключателя соединены соответственно с входом и выходом инвертора одного из разрядов счетчика, а подвижные контакты механически соединены между собой и подключены к соответствующим входам дешифратора.

На чертеже представлена схема бесконтактного устройства для измерения параметров вращающегося объекта.

Устройство содержит предназначенные для размещения на вращающемся объекте резистивный измерительный преобразователь 1 параметра объекта, подвижную обмотку 2 индуктивного токосъемника, соединенную с резистивным преобразователем l, и коди!

456766 рующий диск 3 с двумя кочцентричными дорожками, на одной из которых с равномерным шагом по окружности выполнены 2 оптических меток 4, наи пример прорезей, а на другой выполнена одна метка 5, угловая координа.та которой совпадает с угловой координатой одной из меток 4 первой дорожки, а также предназначенные . для стациона рно ro раз мещения неподвижную обмотку 6 индуктивного токо— сьемника, соединенные с ней генератор 7 переменного тока и измеритель

8 амплитуды переменного напряжения, два излучателя 9 и 10 и два сопряженных с ними фотоэлектрических приемника 11 и 12, предназначенные для установки против соответствующих дорожек диска 3, два формирователя

13 и 14 импульсов, каждый из которых своим входом соединен с одним из фотоэлектрических приемников 11 или 12, двоичный счетчик 15 на и разрядов, счетный вход которого соединен с. формирователем 13 импульсов с прием. ника 11 первой дорожки, а установочный вход — с формирователем 14 импульсов с приемника 12 второй дорожки диска 3, и инверторов 16, каждый из которых соединен с выходом одного из разрядов счетчика 15,. п переключателей 17 с двумя неподвижными и одним подвижным контактом, дешифраи н тор 18 на и входов и 2 выходов, 2 цепей 19 коррекции, каждая из которых соединена своим входом с одним из выходов дешифратора 18, и сумматор 20 на (2" +1) входов, соединенныхсоответственно с выходами измерителя 8 амплитуды и цепей 19 коррекции.

Неподвижные контакты каждого переключателя 17 соединены соответственно с входом и выходом инвертора 16 одного из разрядов счетчика 15, а подвижные контакты механически соединены между собой и подключены к соответствующим входам дешифратора 18

Устройство ра.ботает следующим образом.

Перед измерением резистивный измерительный преобразователь 1, например тензорезистор, соединенную с ним подвижную обмотку 2 индуктивного токосъемника и кодирующий диск 3 устанавливают на вращающемся объекте, например на валу 21. Против дорожек кодирующего диска 3 закрепляют излу5 !

О !

55 чатели 9 и 10 и сопряженные с ними фотоэлектрические приемники ! и 12.

Подвижные контакты переключателей 7 устанавливают в одно из двух положе— ний, соответствуюшее выбранному нап— равлению вращения вала 2! . При изменении направления вращения переклю— чатели 17 переводят в противоположное состояние механическим перемещением всех подвижных контактов. В процессе испытаний объекта резистивный измерительный преобразователь 1 изменяет свою величину, что приводит к изменению тока в подвижной обмотке 2-:индуктивного токосъемника, возбуждаемо ro генера тором 7 переменного сл тока. Напряжение на неподвижной обмотке 6 индуктивного токо сьемника при этом также изменяется, и измери— тель 8 фиксирует новое значение амплитуды напряжения, которое передается на выход этого измерителя и по— ступает в сумматор 20 ° Одновременно прн прохождении метки 5 на вторцй дорожке счетчик 15 устанавливается в исходное состояние, например, соответствующее нулевым уровням напря! кения на выходах всех его двоичных разрядов, При этом дешифра тор 18 подключает к цепи сумматора 20 первую цепь 19 коррекции, и на выходе сумматора 20 появляется ".игнал, в котором отсутствует скомпенсированная цепью 19 погрешность от влияния углового положения подвижной обмотки 2 относительно неподвижной обмотки 6 в данном положении кодирующего диска 3, При прохождении следующей метки 4 счетчик переходит в следующее состояние, дешифратор !8 подключает к сумматору 20 следующую цепь

19 коррекции, и на новое угловое положение подвижной обмотки 2 вводится новая величина коррекции Этот процесс повторяется аналогично для всех последующих меток 4 диска 3, При изменении направления вращения вала 21 в дешифратор 18 поступают инверсные значения кода счетчика, и цепи 19 коррекции подключаются к сумматору 20 в обратном порядке, что обеслечивает соответствие между угловым положением подвижной обмотки 2 и величиной, необходимой для этого коррекции при любом направлении вращения вала.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить точность

1456766

15

25

Со с та витель Н. Тимошенко

Редактор И. Горная Техред Л. Олийнык Корректор Н, Король

Заказ 2758 Тираж 683 Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101 измерения физического параметра на вращающемся объекте за счет снижения погрешности, связанной с нестабильностью в прбцессе вращения коэффитфента передачи индуктивного токо5 съемника, до уровня менее 0,15Х при трех разрядах двоичного счетчика, Формула изобретения

Бесконтактное устройство для измерения параметров вращающегося объекта, содержащее индуктивный токосъемник с подвижной и неподвижной обмотками, резистивный измерительный преобразователь параметра объекта, соединенный с подвижной обмоткой, генератор переменного тока и измеритель амплитуды переменного напряжения, соединенные с неподвижной обмоткой, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повьппения точности за счет компенсации влияния на коэффициент передачи токосъемника углового положения подвижной обмотки относительно неподвижной, оно снабжено предназначенным для установки на вращающемся объек" те кодирующим диском с двумя концентричными дорожками, на одной из которых 2 оптических меток выполнены

И с равномерным шагом по окружности, а на другой выполнена одна метка, угловая координата которой совпадаI ет с угловой координатой одной иэ меток первой дорожки, двумя излучателями и сопряженными с ними фотоэлектрическими приемниками, предназначенными для установки против соответствующих дорожек диска, двумя формирователями импульсов, каждый из которых своим входом соединен с одним из фотоэлектрических приемников, двоичным счетчиком на и разрядов, счетный вход которого соединен с формирователем импульсов с приемника первой дорожки, а установочньй вход — с формирователем импульсов с приемника в то рой до рожк и диска, и инверторами, каждый иэ которых соединен с выходом одного иэ разрядов счетчика, и переключателями с двумя неподвижными и одним подвижным контактами, дешифратором Hà и входов

tl и и 2 выходов, 2 цепями коррекции, каждая иэ которых соединена своим входом с одним иэ выходов дешифратора, и сумматором на (2 +1) входов, II соединенных соотвегственно с выходами измерителя амплитуды и цепей коррекции, неподвижные контакты каждого переключателя соединены соответственно с входом и выходом инвертора одного из разрядов счетчика, а подвижные контакты механически соединены мвкду собой и подключены к соответствующим входам дешифратора.