Бесконтактное тензометрическое устройство

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических деформаций вращающихся турбинных лопаток газотурбинного двигателя.. Цель изобретения - повышение точности за счет автоматической коррекции сигналом калибровки. Переменное напряжение , пропорциональное динамическим деформациям, снимается с тенэодатчика 3 и подается на первый вход усилителя 10 низкой частоты. На выходе частотного модулятора 9 выделяется напряжение, амплитуда которого пропорциональна току через тензодатчик 3, а частота определяется частотой задающего генератора. Это напряжение используется в качестве напряжения калибровки. Напряжения сигнала деформации и калибровки далее проходят через тракт преобразования, включающего в себя усилитель 10 низкой частоты , времяимпульсный преобразователь 11, соответствующий сигнальный элемент связи, соответствующий приемник, где выделяется напряжение, пропорциональное динамическим деформациям, которое автоматически корректируется сигналом калибровки при работе устройства в жестких экстремальных условиях . Это напряжение регистрируется соответствуюшим регистратором. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. $ (/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1633267 А1 (5!)5 С 01 В 7 16

Ф.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4647696/28 (22) 05. 01. 89 (46) 07. 03. 91. Бюл. №- 9 (72) А, Н. Ермолаев, В. И. Зиновьев, О.В.Луговой и А.П.Торгашев (53) 541. 781. 2 (088. 8) (56) Контрольно-измерительная техника.

Эк спре сс-информация . — ВИНИТИ, 1 97 9, № 15, с. 5-13.

Авторское свидетельство СССР № 1339392, кл. G 01 В 7/18, 1985. (54) BECKOHTAKTHOE ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических деформаций вращающихся турбинных лопаток газотурбинного двигателя., Цель изобретения — повышение точности за счет автоматической коррекции сигналом калибровки. Переменное напряжение, пропорциональное динамическим деформациям, снимается с тенэодатчи2 ка 3 и подается на первый вход усилителя 10 низкой частоты. На выходе частотного модулятора 9 выделяется напряжение, амплитуда которого пропорциональна току через тензодатчик

3, а частота определяется частотой задающе ro генератора. Это напряжение используется в качестве напряжения калибровки. Напряжения сигнала деформации и калибровки далее проходят через тракт преобразования, включающего в себя усилитель 10 низкой частоты, времяимпульсный преобразователь

11, соответствующий сигнальный элемент связи, соответствующий приемник, где выделяется напряжение, пропорци- а

<О овальное динамическим деформациям, которое автоматически корректируется сигналом калибровки при работе устройства в жестких экстремальных ус- С ловиях, Это напряжение регистрируется соответствующим регистратором.

1 з.п.ф-лы, 3 ил, 1633267

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических деформаций вращающихся деталей, Цель изобретения — повышение точности за счет автоматической коррекции сигналом калибровки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема передатчика; на фиг. 3 — блок-схема приемника.

Бесконтактное тензометрическое устройство содержит питающий элемент

1 связи, элементы 2.1-2.N связи, вра- 15 щающуюся часть, которая состоит иэ последовательно соединенных тенэодатчиков 3.1-3.N и передатчиков 4.1-4.N, выходы которых соединены с входами элементов 2.1-2.N связи, неподвижную 20 часть, которая состоит из последовательно соединенных э адающе го генератора 5 и усилителя 6, выход которого соединен с входом питающего элемента

1 связи, из последовательно соеди- 25 ненных приемников 7. 1-7. N и регистраторов 8. 1-8. N, а выходы элементов

2.1-2.N связи соединены с входами приемников 7. 1-7.N, каждый из передатчиков 4. 1-4.N имеет последователь- 30 но соединенные частотный модулятор 9, усилитель 10 низкой частоты (УНЧ) и времяимпульсный преобразователь 11 (ВИП), выход которого соединен с соответствующим элементом 2 связи, резис- 3 тор 12, первый вывод которого соединен с первым выводом тензодатчика 3 и вторым входом частотного модулятора 9, второй вывод резистора 12 соединен с земляной шиной, источник 13 40 постоянного тока (ИПТ), выход которого соединен с вторым выводом тензодатчика 3 и вторым входом усилителя

10 низкой частоты, и блок 14 питания, вход которого соединен с соответст- 45 вующим выходом питающего элемента 1 связи, выход — с входом ИПТ 13, с вторым входом частотного модулятора

9, третьим входом усилителя 10 низкой частоты и вторым входом ВИП 11, 0 а третий управляющий вход частотного модулятора 9 соединен с соответствующим выходом питающе го элемента 1 связи, каждый из приемников 7.1-7.N имеет последовательно соединенные формирователь 15, демодулятор 16, фильтр 17 низко" частоты, полосовой фильтр 18 и делитепь 19 напряжения, последовательно соединенные второй полосовой фильтр 20 калибровки и амплитудный детектор 21, вход второго полосового фильтра 20 калибровки соединен с выходом фильтра 17 низкой частоты, выход амплитудного детектора 21 соединен с вторым входом делителя 19 напряжения, а вход формирователя-ограничителя 15 соединен с выходом соответствующеro элемента 2 связи. Питающий элемент 1 связи может быть выполнен в виде вращающегося трансформатора, элемент 2 связи— в виде вращающегося конденсатора.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение низкой частоты прямоугольной формы с выхода задающего ге- . нератора 5 через усилитель 6 поступает на вход питающего элемента 1 связи, с выходов которого передаются напряжения, частота которых определяется задающим генератора 5, а амплитуда — коэффициентом преобразования питающего элемента 1 связи. Эти напряжения подаются на управляющие входы соответствующих передатчиков 4. 14.N. На выходе блока 14 питания каждого передатчика формируется постоянное стабилизированное напряжение, которое является питающим для электронных функциональных узлов соответствующего передатчика. Сопротивление тензодатчика 3 изменяется под воздействием приложенных к нему динамических деформаций. В результате на тензодатчике 3 присутствует переменное напряжение U<, пропорциональное динамическим деформациям. Это напряжение подается на второй вход УНЧ 10 и может быть задано в следующем виде:

U1 = Iî ЬКт где I o — выходной ток HliT 1 3;

QR — приращение сопротивления тензодатчика 3 под воздействием динамических деформаций.

С помощью резистора 12 на вход частотного модулятора 9 подается постоянное напряжение U<, которое пропорционально току Tö через тензодатчик 3 и записывается в виде

IoRo где R — величина сопротивления резистора 12.

Частотный модулятор 9 управляется напряжением низкой частоты прямо3267 б

5 163 угольной формы, которое подается с соответствующеro выхода питающего элемента 1 связи. В результате на выходе частотного модулятора 9 выделяется напряжение U<, частота которого определяется частртой задающего генератора 5. Это напряжение выступает в качестве напряжения калибровки.

Для возможности разделения напряжения калибровки и сигнала в приемнике 7 частота задающего генератора 5 долж— на быть меньше, как минимум, на порядок нижней частоты измеряемых деформаций.

Напряжения U(, U усиливаются в

УНЧ 10 и подаются на ВИП 11. Выходным сигналом ВИП 11 является последовательность импульсов высокой частоты, которые модулированы по длительности или по частоте следования входным информационным сигналом.

Применение в передатчике 4 ВИП 11, в котором осуществляется широтноимпульсная или частотно-импульсная модуляция, позволяет повысить помехоустойчивость передачи информации через соответствующий элемент 2 ° !в

2.N связи. С выхода каждого элемента

2.1-2.N связи сигналы поступают на вход соответствующего приемника

7.1-7.N.

При прохождении импульсов через элементы 2.1-2..N связи их форма искажается. Поэтому в приемнике 7 необходимо применение формирователя-ограничителя 15. Далее с выхода формирователя-ограничителя 15 суммарный сигнал детектируется в демодуляторе 16 и, .пройдя через фильтр 17 низкой частоты, поступает на входы полосовых фильтров 18 и 20 сигнала и калибровки. На выходах полосовых фильтров 18 и 20 выделяются соответственно напряI жение U, пропорциональное динамичес( ким деформациям, и напряжение U< калибровки. Выражения для этих напряжений могут быть записаны в виде

I() 6R K пр (U1(((P î 0 (( где К вЂ” общий коэффициент преобра(if зования тракта передачи инфо рма ции.

На выходе амплитудного детектора

21 формируется постоянное напряжение, определяемое амплитудой напряжения калибровки U . Это постоянное напряЫ жение калибровки подается на второй вход делителя 19 напряжения, на первый вход ко (орого подается переменнбе напряжение (. На выходе делителя 19 напряжения выделяется переменное напряжение U(, пропорциональное отноI ( шению напряжений U(и U и определяемое выражением (Ui ЬКтRo

Формула изобретения

1. Бесконтактное тензо(етрическое устройство, содержащее элемент связИ, питающий элемент связи, вращающуюся часть, которая состоит из последовательно соединенных N тензодатчиков н N передатчиков, каждый из которых имеет последовательно соединенные блок питания и усилитель низкой частоты, а также источник постоянного тока и частотный модулятор, первый вход которого и вход блока питания соединены с выходом питающего элемента связи, неподвижную часть, которая состоит из последовательно соединенных задающего генератора и усилителя, последовательно соединенных N приемников и N регистраторов,,а каждый Н приемник выполнен в г.иде последовательно соединенных демодулятора и фильтра низкой частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет автоматической ",оррекции сигналом калибровки передатчик снабжен резистором, первый вывод которого соединен с первым выводом тензодатчика и вторым входом частотного модулятора, второй вывод резистора соединен с землянои шиной, времяимпульсным преобразователем > первый вход которого соединен с выходом усилителя низкой частоты, второй вход соединен с выходом блока питания, а выход — с входом элемента связи, вход источника постоянного тока и третий вход частотного модулятора соединены с выходом блока питания, выход источника постоянного тока соединен с вторым выводом тензодатчика и с первым входом усилителя низкой частоты, а выход частотного модулятора соединен с вторым входом усилителя низкой частоты, приемник снабжен формирователем-ограничителем, вход которого соединен с выходом элемента связи, последовательно соединенными первым полосовым фильтром и делителем напряжения, выход которого соединен с регистратором, последовательно сое1633267 диненными вторым полосовым фильтром и амплитудным детектором, выход которого соединен с вторым входом делителя напряжения, выход фильтра низкой частоты соединен также с входом второго полосового фильтра, а управляющий вход каждого из N передатчиков соединен с соответствующим выходом питающего элемента связи, I

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено И элементами связи, выход каждого из N передатчиков соединен с входом соответствующего N элемента связи, выход которого соединен с входом соответствующего N npuемника.

1633267

Составитель В.Писаревский

Редактор И.Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Ревская

Заказ 611 Тирах 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква %-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101