Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов

 

»

В. С. Захарин, В. Ф. Проценко и С. С. Торо»пою

М 1 (/

Ч l

Р с

Е, Уфимский авиационный институт нм. Орджоникйдэе./ (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ИЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЙИНАМИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ВРАШАЮШИХСЯ ОБЪЕКТОВ г

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров вращающихся объектов.

Известно устройство для измерения

S динамических параметров вращающихся объектов с использованием бесконтактных индуктивных токосъемников (1 ) .

Однако это устройство не может одновременно обеспечить работу преобразователей в широком диапазоне температур оиружаюшей среды и частот измеряемого сигнала.

На более близким к предлагаемому 13 техническим решением является устрой: ство, содержашее питаюший и передаюший бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, обмотку обратной связи, генератор прямоугольного напряжения, щ усилитель постоянного тока, тенэометри:ческий мост и регистрирующий блок. Cymность его работы состоит в питании цепи рэзистивного преобразователя квази по»

2 стоянным током за счет обнуления разно» стного сигнала, возникающего на джеффе ренцнальном входе усилители постоянного тока между напряжением генератора и напряжением обмотки обратной связи 12 .

Недостаток известного устройства состоит в недостаточной точности передачи входного сигнала операцйоиным усилите лем и ограниченном диапазоне выходных напряжений, питаюших тенэометрический мост. Оба эти недостатка связаны. с наличием синфазного сигнала,, воздействуюшего иа вход усилителя постоянного тока выполненного на базе интегрального оце ра шонного усилителя, при этом точность поддержания формы напряжения, питаюшего тензомост, зависит от точности обнуления дфференцнального сигнала (разности между напряжениями генератора и обмотки обратной связи), воздействующего, на вход операционного, усилителя.

Дифференциальный сигнал, стремяшийся к нулю по абсолютной величине, воздей3 Ч ь

Д н H lt эх г ос

0вь г 11+ Щ4!Ж) о„=ач,!а

Ов ™в где )" — сопротивление обмотки 4; — выходные напряжение и ток усилителя постоянного тока; — потокосцепление обмотки 4; ( р - потокосцепление обмотки 5;

y - потокосцеппение обмотки 6;

Е

- выходные напряжения и ток обу н, 1Н мотки 6; - сопротивление обмотки 6.

Если обеспечить коэффипиент связи между обмотками 4 и 5 равным единице, потоки в них будут равны ф = ф а зазор в магнитопроводе обеспечивает линейную связь между потоками ф и ф

Ф = аФ, О=сои Ь

С учетом сказанного, имеем

-KU „ „= (-к%,ш„)

М a< "н+< >у где ф/, ф, % - соответственно обмотки 4, 5, 6.

Откуда

Если К - оо з 94185 ствует на фоне большой синфазной ЭД<, равной по величине амплитудному значению напряжения, подаваемого на вход усилителя с выхода генератора, что приводит к снижению точности передачи (а, следовательно, и обнуления) усилителем дифференциального сигнала.

Бель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, о что в устройстве для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащем питающий и передающий бесконтактные токосъемники, обмотку обратной связи, генератор, усилитель, тензометрический мост и регистрирующий блок, причем выход усилителя соединен с первичной обмоткой питаюшешо токосъемника, вращающаяся обмотка которого соединена с одной из диагоналей тензометрического моста, в другую диагональ которого вклюг чена подвижная обмотка передающего токосъемника, а неподвижная обмотка последнего соединена с входом регистрирующего блока, обмотка обратной связи вклю- чена последовательно между выходом генератора и инвертирующим входом усилителя, неинвертируюший вход которого заэемлен.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов содержит генератор 1 прямоугольного напряжения, усилитель 2 постоянного тока, питающий бесконтактный токосъемник 3 трансформаторного типа, содержащий первичную обмотку 4, обмотку 5 обратной связи, размещенные в статорной части, вращающуюся обмотку. 6, тензометрический мост 7, расположенный на вращающемся объекте 8, передающий бесконтактный токосъемник 9 трансформаторного типа с вращающейся обмоткой

10 и неподвижной обмоткой 11, регист

45 рирующий блок 12.

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов работает следующим образом.

Генератор 1 формирует двуполярное напряжение О (т,) прямоугольной формы.

Изменение полярности осуществляется через время, которое заведомо больше периода низшей гармоники контролируемого сигнала X(4), Это напряжение через обмотку 5 обратной связи поступает на инвертируюший вход усилителя 2 постоянного тока с коэффициентом уси7 4 ленйя K и передается на первичную о6мотку 4 питающего токосъемника 3.

Возникающее на обмотке 5 обратной связи напряжение U>< суммируется с выходным напряжением О генератора, так что входное напряжение О „усилителя

2 уменьшается.

При достаточно большом значении коэффипиента усиления k усилителя 2 сигнал Q < O, следовательно напряжение, формйруемое в обмотке 5 обратной связи, будет совпадать по форме с напряжением (3, тем точнее, чем больше коэффициент .усиления К . Вращающаяся обмотка 6 находится на одном магнито проводе с обмоткой 5, следовательно, на ней формируется напряжение той же формы.

Действительно

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2770907, кл. 0011) 5/12; зо 19805 94

Так как в каждый полупериод напряжение генератора постоянно, а следовательно, ток 1, также постоянный, то напряжение питания тензомоста повторяет форму напряжения О генератора.

Это напряжение на одну из диагоналей тенэомоста 7, расположенного на вращающемся объекте 8. Разбаланс моста 7 под действием контролируемого параметра

К (1 ) приводит к возникновению тока (+) в его измерительной диагонали, протекающего через врашакицуюся обмот

"х ку 10 передающего токосъемника 9. Индуктированный в неподвижной обмотке 11 сигнал регистрируется блоком 12.

Таким образом, за счет устранения синфазного сигнала на входе операпионного усилителя повышается точность поддержания прямоугольного напряженйя на диагонали тензометрического моста, а, следовательно, и точность измерении па-. раметров и расширяется диапазон питан ших тензомост напряжений, что позволяет испольэовать при работе с одйим и тем же устройством тензометрические мосты, обладающие различным входным сопротивлением. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, 1857 6 содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники, обмотку обра л ной связи, генератор, усилитель, тенэометрический мост и регистрирунипий блок

5 причем выход усилителя соединен с первичной обмоткой питающего токосъемника, вращающаяся обмотка которого соединена с одной из диагоналей тенэометрического моста, в другую диагональ которого вклю10 чена подвижная обмотка передающего токосъемника, а неподвижная обмотка по3 ° л, следнего соединена с входом регистри- : рующего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности

15 измерения, обмотка обратной связи включена последовательно между выхддом генератора и инвертирующим входом усилителя, неинвертирующий вход которого заземлен.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Х. Авторское свидетельство СССР

Ж 481959, кл. 501 К 39/00, .1975.

941857

Составитель В, Рябцев

Редактор А. Шандор Техред А. Бабинец . Корректор В. Бутяга

Заказ 4825/3 1 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4