Устройство для измерения динамическихпараметров вращающихся об'ектов

 

Союз Советских

Соцналнстических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230579 (21) 2770907/18-21 (51) M.

3 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

G D 5/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3006.81 Бюллетень 4 24

Дата опубликования описания 30Л 681 (53) УДК621. 317. .72(088.8) (72) Авторы" изобретения

В;Г.Гусев, В.Ф.Проценко, С.С.Торопов и (71) Заявитель

Уфимский авиационный институт им.g.ОрдЖоникидзе

Ъ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ Й ЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ IIAPANETPOB

ВРАЩАЮЩИХС Я ОБЪЕКТОВ

Изобретение относитс я к информа. ционно=измерительной технике и может быть использовано д.".я измерения динамических параметров (деформаций, давления, крутящего момента, вибраций и др.) вращающихся объектов с помощью бесконтактных токосъемников трансформаторного типа и резистивных преобразователей, располагаемых на вращающемся объекте.

Известно устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов с использованием бесконтактных токосъемников — вращающихся трансформаторов tl) .

Недостатком известного устройства является невозможность одновременного выполнения основных требований,. предъявляемых к устройствам для измесрения динамических параметров вращающихся объектов — широкого частотного диапазона измерений и широкой области рабочих температур и механических воздействий (вибраций, ускорений и т.д.), при которых сохраняется работоспособность устройств.

Известно устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающие бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, генераторы высокой и низких частот, диодные выпрямители и тензомосты, расположенные на вращающейся части объекта, передающий бесконтактный токосъемник трансформаторного типа частотные селекторы, усилители и регистрирующий блок Г21.

Недостатком этого устройства яв10 ляется ограниченный частотный диапазон.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, тензометрический мост, расположенный на вращающемся объекте и регистрирующий блок, снабжено генератором прямоугольного напряжения, обмоткой обратной связи питающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа и усилителем постоянного тока с дифференциальным входом, причем, обмотка обратной связи размещена в статорной части питающего бесконтактного токосъемника трансформаторного

30 типа и подсоединения к инвертирую842408

Во вращающейся обмотке ы токосъемника 3 формируется напряжение, повторяющее по форме напряжение V>(t) (фиг.2) . Это напряжение поступает на одну из диагоналей тензометрического моста 4, расположенного на вращающемся объекте 5, Разбаланс моста

4, под действием контролируемого ди намического параметра х (t) (фиг.2б) d0 щему входу усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с выходом генератора прямоугольного напряжения, а выход усилителя присоединен к первичной обмотке питающего.бесконтактного токосъемника трансформаторного типа, вращающаяся обмотка которого соединена с одной из диагоналей тензометрического моста, другая диагональ которого подсоединена к подвижной обмотке передающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа, неподвижная обмотка которого соединена со входом регистрирующего блока.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаг15 раммы .

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов содержит генератор 1 прямоугольного напряжения, усилитель 2 постоян- 20 наго тока с дифференциальным входом, питающий бесконтактный токосъемник

3 трансформаторного типа, тензометрический мост 4, расположенный на вращающемся объекте 5, передающий g5 бесконтактный токосъемник . транспортного типа и регистрирующий блок 7.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 формирует напряжение

V (t) (фиг.2а) поямоугольной формы с длительностью л т., заведомо большей периода низшей гармоники контролируемого частотного диапазона динамического параметра х(t) (фиг.2б) . Это напряжение поступает на неинвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока с коэффициентом к, а затем на первичную обмотку w питающего токосъемника 3. Возникающее на обмотке 6 обратной связи напря- 40 жение Vo подается на инвертирующий. вход усилителя 2. Дифференциальный сигнал ь ч=ч -vo формирующийся на входе усилителя -2, усиливается в к раз и прикладывается к первичной 4 обмотке W. токосъемника 3, вызывая в ней ток такой величины, чтобы разностный сигнал д ч=ч,;ч, уменьшился.

При достаточно большом значении коэффициента усилия к усилителя 2 разностный сигнал дЧ -з О, а следовательно, напряжение, формируемое в обмотке %2 обратной связи будет точно совпадать по форме с напряжением, v>(t) (фиг.2а) .

1 пРиведет к возникновению тока 1 () в его измерительной диагонали, йротекающего через врашающуюся обмотку 4 4 передающего токосъемника б (фиг.2в) .Индуктированный в неподвижной обмотке w сигнал, пропорциональный величине разбаланса моста, а следовательно и величине контролируемого динамического параметра х(1), регистрируется блоком 7. При смене полярности питающего напряжения на диагонали тензомоста 4 направление тока j. ft) меняется на противоположное, следовательно, инвертируется фаза регистрируемых колебаний (фиг.2в) . Восстановление начальной фазы колебаний осуществляется регистрирующим блоком 7.

Таким образом в устройстве питание тензометрического моста осуществляется постоянным током в течение интервалов g t. Длительность этих интервалов зависит от конструкции и материала магнитопровода передающего токосъемника 3, а также от числа витков обмоток w u

При правильно сконструированном токосъемнике 3 удается получить значением=200-100д,,-что соответствует значениям периодов гармонических колебаний с частотой 5-10 Гц.

Ширина частотного диапазона в устройстве связана только с инерционными свойствами материала магнитопровода передающего токосъемника б.

Отсутствие каких-либо элементов электроники на вращающемся объекте снимает все ограничения по температурному и скоростному диапазону применения.

Кроме этого, низкочастотный процесс перемагничивания сердечника магнитопровода передающего токосъемника 3 позволяет использовать в качестве материала пермаллои, электротехнические стали и другие низкочастотные ферромагнитные материалы.

Это приводит к улучшению связи между обмотками %„ и Фз,уменьшению их потоков рассеяния, что увеличивает КПД.

В устройстве для измерения динамических параметров вращающихся объектов число измерительных каналов, которые можно организовать при параллельном подключении тензометрических мостов к подвижной о oòке питающего токосъемника, ограничено только мощностью этого токосъемника.

ФоРмула изобретения

Устройство для измерения динами.ческих параметров вращающихся объектов, содержащее питающий и передаю842408 фиг. 3

ВНИИПИ Заказ 5049/40 Тираж 702 Подписное филиал ППП Патент,г.ужгород,ул.Проектная,4 щии бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, тензометрический мост, расположенный на вращающемся объекте, и регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, оно снабжено генератором прямоугольного напряжения, обмоткой обратной связи питающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа и усилителем постоянного тока с дифференциальным входом, при-, чем, обмотка обратной связи размещена в статорной части питающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа и подсоединения к инвертирующему входу усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с выходом генератора прямоугольного напряжения, а

Z выход усилителя присоединен к первичной обмотке питающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа, вращающаяся обмотка которого соединена с одной из диагоналей тензометрического моста, другая диагональ которого подсоединена к подвижной обмотке передающего бесконтактного Tokocüåìíèkà трансформаторного типа, неподвижная обмотка которого соединена со входом регистрирующего

1О îkà

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Самбурский А.И., Новик В.К.

Бесконтактные измерения параметров вращающихся объектов. M., Машиностроение, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 175695, кл. G 01 L 45/02, 1964.