Устройство для измерения деформаций вращающейся детали

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических республик и 920360 (6l ) Дополнительное w авт. свид-ву

{5l )М. Кл.

G О1 В 7/16 (22) Заявлено 18.07.80 (21) 2966418/25-28 с присоединением заявки Эй— (23) Приоритет

1ввударетаалкыа квинтет ссер вв делам «забретееий и атерытнй

Опубликовано 15.04.82 Бюллетень,ря 14

Дата опубликования описания 15.04.82 (53) УДК 531,781..2 (088.8) (72) Автор изобретения, 7 <1р л1, у

Н. В. Даки т ц,1 ",-, 1"

w ь$

I с

Ь-.,: газо

Всесоюзный научно-исследовательский институт прир (71) Заявитель

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ

ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ДЕТАЛИ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электрическим тензометрам, и может бьггь нсяользовано в системах конт; роля за напряженным состоянием вращающихся деталей.

Известно устройство для бесконтактного измерения механических параметров вращающих. ся деталей машин, содержащее тензорезнстоу, генератор, включенный на вход тензореэястдра и схемы калибровки, выход которых подключен к циклическому коммутатору, соедияенно16 му с усилителем, источник питания подвижного блока, два варнкапа, которые вмеете с катушками индуктивности образуют варикапноиндуктивный мост, в одну диагонапь которого

15 включен через вращающийся конденсатор усилительно-преобразовательный блок с регистром, а вторая диагональ моста подключена к генератору накачки моста (1).

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции при большом количестве тензорезнсторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство.для измерения деформаций вращающейся детали, содержащее тензорезисторы, закрепляемые на детали, источник питания, подключенный к тензорезисторам, измерительный блок и бесконтактный токосъемник, выполненный в виде вращающегося конденсатора, подключенного к тензорезисторам (2).

Недостатками этого устройства являются сложность токосъема при большом количестве датчиков, а также сложность измерительной аппаратуры ввиду небольшой (как правило, не более 1000 пФ) емкости вращающегося конденсатора.

Целью изобретения является упрощение съема и обработки измеряемых сигналов.

Цель достигается тем, что токосъемник выполнен и виде разрядника с неподввыным и подвижнымн электродами,.закрепляемыми на детали и подсоединенными к одним концам теизорезисторов, другие концы которых заземлены, а устройство снабжено индуктивноемкостным контуром, подключенным к неподвижному электроду и к одному из полюсов источника питания, другом полюс которого

920360

16

15 заземлен через резистор, и формирователем синхронизирующих импульсов, подключенным к источнику питания, измерительный блок выполнен в виде распределителя сигналов, вход которого подключен к источнику питания и формирователю синхронизирующих импульсов, двух логических элементов И с двумя входами, одни из которых подключены к соответствующим выходам распределителя сигналов, а другие соединены между собой и подключены к резистору, коммутатора, входы которого подключены к выходам логических элементов

И, и узла воспроизведения информации, подключенного к выходу коммутатора.

Формирователь синхронизирующих импульсов может быть выполнен в виде устанавливаемого на оси вращающейся детали токосъемника с подвижными заземленными электродами и неподвижным электродом, подключенным к источнику питания и распределителю сигналов.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — импульсные диаграммы.

Устройство содержит тензорезисторы 1, закрепляемые на вращающейся детали 2, источник 3 питания, измерительный блок 4, токосъемник, выполненный в виде разрядника коронного разряда с неподвижным 5 и подвиж-. ными 6 электродами, закрепляемыми на детали 2 и подсоединенными к одним концам тензорезисторов 1, другие концы которых заземлены. Устройство также снабжено индуктивно-емкостным контуром 7, подключенным к электроду 4 и к одному из полюсов источника 3 питания, другой полюс которого заземлен через резистор 8, и формирователем 9 синхронизиру ощих импульсов, подключенным к источнику 3 питания; Формирователь 9 синхронизирующих импульсов выполнен в виде устайавливаемого на оси детали 2 токосъемника с подвижными заземленными электродами 10 и неподвижным электродом 11, подключенным к источнику 3 питания. Измерительный блок 4 выполнен в виде распределителя

12 сигналов, вход которого подключен к источнику 3 питания и к электроду 11, логических элементов И 13 и 14 с двумя входами, одни из которых подключены к соответствующим выходам распределителя 12 сигналов, а другие соединены между собой и подключены к резистору 8, коммутатора 15, входы которого подключены к выходам логических элементов И 13 и 14, и узла 16 воспроизведения информации, подключенного к выходу комму. татора 15.

Устройство работает следующим образом.

При подаче импульса U> (фиг. 2) напряжения от источника 3 питания пробивается воздушный зазор разрядника, чем обеспечивается

4 электрическое подключение тензореэисторов 1 к контуру 7. Вращение электродов 6 обеспечивает непрерывную деионизацию искрового промежутка. Поэтому сопротивление разрядника неизменно и зависит от величины воздуш. ного зазора между электродами 5 и 6.

После окончания импульса 0 (фиг. 2) от источника 3 питания контур 7 вместе с активным сопротивлением тензореэистора 1 переходит в режим ударного возбуждения, и на резисторе 8 вьщеляется затухающий колебательный импульс напряжения Uz, (фиг. 2), который поступает в измерительный блок 4. . Вращающийся разрядник с электродами 5 и б,. кроме функции съема тензометрического сигнала с вращающейся детали 2 обеспечивает фиксацию величины напряжения на зажимах тенэорезисторов 1 на уровне напряжения пробоя Опр (фиг. 2) воздушного зазора. Поскольку изменение активного сопротивления тензорезистора 1 вызывает изменение затухания колебательного импульса U>, то при фиксированном напряжении пробоя разрядника полезная информация содержится в количестве полупериодов колебательного импульса 0, имеющего длительность t„ (фиг. 2). В измерительном блоке 4 импульс Uq анализируется в цифро-, вой (путем подсчета количества полупериодов) или аналоговой форме (путем измерения его длительности). Когда количество тензорезисторов больше единицы, измерительный блок 4 снабжается соответствующими блоками временной селекции. Число выходов распределителя 12 и число логических элементов И 13 и 14 выбирается равным числу тензорезисторов 1.

Для синхронизации работы распределителя 12 и источника 3 питания на их входы подаются синхронизирующие импульсы от формирователя 9 синхронизирующих импульсов, жестко связанного с вращающейся. деталью 2. КолиЩ чество.и пространственное расположение элементов формирователя 9 (на фиг, 1 изображены три элемента) должно соответствовать количеству и расположению тензорезисторов 1.

Коммутатор 15 и узел 16 воспроизведения информации обеспечивают выбор соответствующего тензорезистора и воспроизведение информации.

Вращающийся разрядник коронного разряда позволяет осуществить съем тензометрического сигнала и на постоянном токе. При этом структура измерительного блока сохраняется, но состав измерительной аппаратуры несколько изменяется.

Экономическая эффективность от применеИ ния предлагаемого устройства обеспечивается за счет упрощения съема и обработки тензометрического сигнала, снижения стоимости тензометрической аппаратуры.

9203

Формула изобретения

1. Устройство для измерения деформаций вращающейся детали, содержащее тензорезисторы, закрепляемые на детали, источник питания, измерительный блок и бесконтактный токосъемник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения съема и обработки измеряемых сигналов, токосъемник выполнен в виде разрядника с неподвижным и подвижными элек- 16 тродами, закрепляемыми на детали и подсоединенными к одним концам теизорезисторов, другие концы которых заземлены, а устройство снабжено индуктивно-емкостным контуром, подключенным к неподвижному электроду и 15 к одному из полюсов источника питания, другой полюс которого заземлен через резистор, и формирователем синхронизирующих импульсов, подключенным к источнику питания, измерительный блок выполнен в виде распредели- щ теля сигналов, вход которого подключен к источнику питания и формирователю синхронизирующих импульсов, двух логических элемен60 .6 тов И с двумя входами, одни из которых подключены к соответствующим выходам распределителя сигналов, а другие соединены между собой и подключены к резистору, коммутатора, входы которого подключены к выходам логических элементов И, и узла воспроизведения информации, подключенного к выходу коммутатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е1 е с я тем, что формирователь синхронизирующих импульсов выполнен в виде устанавливаемого на оси вращающейся детали токосъемника с подвижными заземленными электродами и неподвижным электродом, подключенным к источнику питания и распределителю сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 461320, кл. G 01 В 7/16, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР и 544857,, кл. G 01 В 3/16, 1973 (прототип). !

Составитель О. Мельников

Техред Т. Маточка Корректор.Л. Бокщан редактор О. Перснянцева

Заказ 2313/38

Подписное

Тираж 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектиал, 4