Вихретоковый виброметр для инди-кации вибрации элементов лентопро-тяжного механизма

 

Союз Советских

Сощиапистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»830556 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 08.06.79(2) ) 2768705/18-10 (51) М. Кл.

G 11 В 27/10 с присоединением заявки № е (23) Приоритет

Гееудерстееиный комитет

СССР

Опубликовано 15.05.81. Бюллетень № 18 ео делан изобретений и открытий (5З ИЛК 534.852..8 (088.8) Дата опубликования описания 20.05.81 (7!) Заявитель институт им. акад. С.П. Королева (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ ВИБРОМЕТР йЛЯ HHllHKAUHH ВИ РАЦИИ

ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕНТОПРОТЯЖНОГО МЕХАНИЗМА

Изобретение относится к приборострое :нию и может быть использовано для определения уровня вибраций лентопротяжного механизма как в делом, так и отдельных элементов.

Известно устройство дпя измерения колебания пространственных нагрузок HB лентопротяжных механизмах аппаратуры магнитной записи, выполненное на датчиках и усилительйых элементах 1).

Недостатком подобных устройств явпяе о тся то, что при их использовании применяются дорогостоящие генераторы высокой частоты. Кроме того, предельные характеристики устройства зависят в высокой

15 степени от длины соединительных проводов кабелей высокочастотного тракта устройства.

Наиболее близкими по технической сущ ности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому являются вихре токовые виброметры с дифференциальными вихретоковыми преобразователями без резонансных схем, имеющие автоматическую регулировку усиления в функции зазора, при котором производится измере ние (2 J.

Недостатком устройства является зависимосить чувствительности устройства от температуры окружающей среды, высо» кочастотного тракта, включая генератор высокой частоты, синхронный детектор и усилитель постоянного тока, низкая помехозащищенность и небольшая допустимая длина соединительных кабелей, вызванная несогласованным режимом работы генератора, нагруженного реактивной нагрузкой первичного преобразователя с измерительной частотой соединительного кабеля, сильное влияние установочного зазора и формы контролируемого изделия на чувствительность устройства.

Uemü изобретения — повышение стабильности при медленных изменениях параметров устройства под действием дестабилизирующих факторов, увеличения длины соединительных кабелей, уменьшения влияния изменений установочного за8305

3 зоря и формы контролируемой поверхности ня результчт измерения вибросме?пений.

Поставленная цель цостигяется тел?, что в устройство ввепены токоизмерительный резистор, три интегрирующих усилителя, пва управляемых конпенсатора, фазовый детектор, амплитупнь?й цетектор, схема сравнения напряжений и источник опорного напряжения, причем выход генерчторя высокой частоты попсоединен к входному кабелю через токоизмерительный резистор, первый и второй управляемы конденсаторы подсоединены параллельно к входному и выходному соецинительным кабелям соответственно, токоизмерительный резистор поцключен к сигнальному входу синхронного детектора, выход которого соединен с управляюшим входом первого упрчвляемого конценсеторя через первый интегрирующий усилитель, выходи усилителя и фязоврашатепя поцклк)чены к входам фазового детектора, выход которого через второй интегрирующий усилитель связан с упрявпяюшим вхопом второго управляемого конденсатора, выход усилителя соединен через амплитупный детектор со входами усилителя низкой частоты и первым входом схемы сравнения напряжений, второй вхоп которой поцкп)очен к источнику опорного напряжения, а выход ее через третий интегоирующий усилитель соединен с управляюшим вхопом управляемого делителя и указателем зазора.

30

Ня чертеже показанч функпионапьнвя схема устройства.

Устройство состоит из генератора 1 высокой частоты, синхронного цетектора 2, токоизмерительного резистора 3, 40 фазоврвшателя 4, управляемых конпенсчторов 5 и 6, интегрируюших усилителей

7 — 9, входного 1 0 и выхопного 1 1 соепинительных кабелей, первичного вих45 ретокового преобразователя 12, выполненного в виде высокочастотного трансформатора, управляемого делителя 13, усилителя 14 высокой частоты, фазового цетекторя 15, указателя 16 зазора, ямппи. ) <) туцного петекторя 17, схемы 18 сравнения, источника 1)> опорного flë?Iðÿ>? åíèÿ, усилителя 20 низкой частоты и регистрчтора 21.

Работа устройства зякпк>чается в спе ( дующем.

Генератор 1 высокой частоты питает высокочястотньlM нар .?: торного ? <<.рвич? <ого

5) 6 4 преобразователя 12 через токоизмеритеньный резистор 3. Индуктивность токовой обмотки первичного преобразователя 12, емкость кабеля 10 и конденсатор 5 образу ют и я р алле льны и коле ба тель ны и кон ту р, который настраивается в резонанс ня частоту генератора с помо?цью синхронного петекторя 2, выхоцное напряжение которого через интегрирующий усилитель 7 управляет емкостью управляемого конден-, сатора 5. Фязовращатепь 4 обеспечивает о сдвиг фазы напряжения генератора на 90, при этом выхопное напряжение синхронного детектора 2 равно нулю только тогда, когца напряжение ня токоизмерительном резисторе 3 .совпапает по фазе с напряжением генератора 1, что соответствует резонансному режиму колебательного контура, составленному элементами устройства 5,10,12. Всякое отклонение параметров колебательного контура от резонансных привоцит к появлению выходного сигнала на выхоце синхронного петектора, при этом знак напряжения соответствует направлению поцстройки управляемого конпенсаторя 5. Благодаря включению интегрирующего усилителя 7 вцепь управления емкостью конденсатора 5 резонансный контур 5 — 10 — 12 настроен точно ня частоту генератора 1, при этом генератор 1 нагружен чисто активным сопротивлением, что обеспечивает минимальные потери энергии при передаче от генератора 1 к первичному преобразователю 12.

Вторичные обмотки трансформаторного первичного преобразователя 12 совместно с емкостью выходного кабеля 11 и емкостью управляемого конденсатора 6 тякже образуют колебятепьный контур.

Настройка контура на резонанс с частотой генератора 1 производится с помошью спецяшей системы, образованной управляемым делителем 13, усилителем 14, фязовым петектором 15, интегрируюшим усилителем 8, управляемым конденсатором 6 и фазоврашателем 4. Благодаря резонансному режиму вторичной цепи первичного преобразователя 12 напряжение на входе управляемого целителя оказывается во много раз больше Э0С, обусловленной вибросмещениями контролируемого обьекта, что обеспечивает высокую помехоза<цишен ость устройства. Кроме того, обя резонансных контура ". — 10 — 12 и

12 — 11 — 6, настроенных ня первую гармонику генератора об<- спечивяк)?;;)iпьНОЕ ПОЦЯВЛЕНИЕ В«-- X Г B<) MO?IWH< < К)О< . О<.:

5 8305 тввляюших генератора и помех с частотами, отличными от основной. Это также увепичиввет помехозащищенность устройства,что особенно важно при значительном удалении контролируемого обьекта от измерительного устройства. Интегрирующие усил ители 7 и 8 имеют большую постоянную времени, поэтому медленные изменения тракта высокой частоты компенсируются соответствующими изменениями емкостей управляемых конденса- 3 торов 5 и 6.Выходное напряжение детектора сравнивается в блоке 18 с напряжением опорного источника 19, разностный сигнал усредняется и усиливается интегрирующим усилителем 9, выхопное напря- 15 жение которого управляет коэффициентом передачи управляемого целителя 13 таким образом, что среднее значение выходного напряжения детектора 17 оказывается равным опорному, поступающему с блока 20

19. Сигнал вибросмещений через усилитель 20 низкой частоты поступает на регистратор 21.

Предлагаемое устройство обеспечивает высокую стабильность работы при изменениях параметров высокочастотного тракта, изменениях установочного зазора, обладает высокой йомехозащищенностью, может работать с первичным пре- . образователем, удаленным на 40 — 100м от устройства, не требует применения сложных и температуростабильных функциональных преобразователей (пинеаризвторов), обладает малой погрешностью измерения в широком диапазоне уствно- 35 вочных зазоров.

Формула изобретения

Вихретоковый виброметр дпя индикации вибрации элементов лентопротяжного механизма, содержащий генератор высокой частоты, первый вихретоковый преобразователь трансформаторного типа, синх- 4> ронный детектор, управляющим входом соединенный с выходом фазовращателя, ахоп которого подключен к генератору, входной и выходной соепинительные кабели, подсоединенные к первичному вихретоковому преобразователю, усилитель и соединенный с ним управляемый пелитель, вход которого попключен к выхоцному соединительному кабелю, указатель зазора, усилитель низкой частоты и связанный с ним регистратор вибраций, о т л ич в ю ш и и с я тем, что, с цельк> увеличения помехозвшищенности, повышения чувствительности, повышения стабильности при мецленных изменениях параметров устройства под действием дествбилизи» рующих факторов, увеличения длины соединительного кабеля, уменьшения влияния изменений установочного зазора и формы контролируемой поверхности на результаты измерения вибросмешений, в него введены токоизмерительный резистор, три интегрирующих усилителя, двв управляемых конденсатора, фазовый детектор, амплитудный детектор, схема сравнения напряжений и источник опорного, напряжения, причем выход генератора высокой частоты подсоединен к входному кабелю через токоизмерительный резистор, первый и второй управляемые конденсаторы подсоединены параллельно к входному и выходному соединительным кабелям соответственно, токоизмерительный резистор подключен к сигнальному входу синхронного детектора, выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого конденсатора через первый интегрирующий усилитель, выходы усилителя и фазовращателя подключены к вхопвм фазового детектора, выход которого через второй интегрирукхпий усилитель связан с управляющим вхопом второго управляемого конденсаторв, выход усилителя соединен через амплитудный детектор со входфии усилителя низкой частота»» первым входом схемы сравнения напряжений, второй вход которой попключен к источнику опорного напряжения, а выход ее через третий интегрирующий усилитель соединен с управляющим входом управляемого делителя и указателем зазорв.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No. 297995, кп. G 11 В 27/86„1969.

2. Клюев. Приборы и системы для измерения вибрации шума и удара. Справочник, кн.2, М., "Машиностроение 1978, с. 52-55 (прототип).

830556

Составитель Г. Манерова

Редактор М. Биткина - Terpep, А. Ач Корректор Е Рошко

Заказ. 2896/31 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4