Устройство для передачи электрических сигналов
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее питающий и передающий токосъемники трансформаторного типа, тенератор, выход которого подключен к неподвижной обмотке питающего токосъемника, по числу измерительных каналов тензометрические мосты, входы которых подключены к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а выхода1 соеданены с соответствующими вращающимися обмотками передающего токосъемника, ротор которого выполнен т П-образных магнитопроводов, равномерно расположенных по окружности пь числу измерительных каналов, а статор - из ферромагнитных секторов, равномерно расположенных по окружности по числу измерительных каналов и с размещенными на каждом КЗ них неподвижными обмотками, синхронный коммутатор, входы которого соединены с соответствующими выводами неподвижных , обмоток передающего токосъемника, а выходы с входами регистрирующих блоков по числу измерительных каналов, отлича.ющее с я тем, что, с целью повышения точности передачи электрических сигналов, секторы статора передающего токосъемника выполнены S-образной формы, а оси катушек неподвиж ных обмоток статора распрложены по касательной к окружности размещения секторов.
I ° 1I
„„SU„„j ß4002 A
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК
3(5В 6 08 С 19/46
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
} г
Г
7 /
f t 1 — —
I La t I
"- — -
Жа1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3368330/18 — 24 (22) 23.12.81 (46) 23.04.83. Бюл. М 15 (72) В. Ф. Проценко и С. С. Торопов (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 621. 398 (088.8) (56) 1. Гусев В. Г., Андрианова Л. П. Индуктивные и магнитомодуляционные преобразователи для передачи информации с вращающихся объектов, М., "Энергия", 1979.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке
N 3250106/24(023489), кл. G 08 С 19/46, G 01 0 39/00, 27.08.81 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее питающий и передающий токосъемники трансформаторного типа, генератор, выход которого подключен к непоцвижной обмотке питающего токосъемника, по числу измерительных каналов тензометрические мосты, входы которых подключены к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а выходы соединены с соответствующими вращающимися обмотками передающего токосъемника, ротор которого выполнен из П-образных Магнитопроводов, равномерно расположенных по окружности пЬ числу измерительных каналов, а статор — из ферромагнитных секторов, равномерно расцоложенных по окружности по числу измерительных каналов и с размещенными на каждом из них неподвижными обмотками, синхронный коммутатор, входы которого соединены с соответствующими выводами неподвижных обмоток передающего токосъемника, а выходы с входами регистрирующих блоков по числу измерительных каналов, о т л и ч а ю щ e - Я е с я тем, что, с целью повышения точности передачи электрических сигналов, секторы статора передающего токосъемника выполненыS-образной формы, а оси катушек неподвиж». ных обмоток статора расп }пожени по касательной к окружности размещения секторов.
1014002
Изобретение относится к информационноизмерительной технике и может быть использовано в машиностроении и энергетике для бесконтактной передачи электрических измерительных сигналов от тензорезистивных преобразователей, расположенных на вращающемся объекте.
Известны устройства для передачи электри-ческих сигналов, содержащие питающий и пере дающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, состоящие из статорной и роторной частей с размещенными на них соответственно неподвижными и.вращающимися обмотками, тензометрический мост, одна из диагоналей которого подключена к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а другая — к вращающейся обмотке передающего токосъемника, источник питания, выход которого соединен с.неподвижной обмоткой питающего токосъемника, и регистрирующий блок, подключенный к неподвижной обмотке передающего токосъемника (1) .
Недостатком известных устройств является то, что для образования многоканального устройства необходимо увеличивать количество передающих токосъемников до числа измерительных каналов, в результате чего значительно увеличиваются осевые размеры устройства.
Наиболее близким к изобретеншо по технической сущности и достигаемому результату является устройство для передачи сигналов, со держащее питающий и передающий бесконтакт-. ные токосъемники трансформаторного типа, выполненные из статора и ротора с размещенными на них соответственно неподвижными и вращающимися обмотками, генератор, выход которого подключен к неподвижной обмотке первого токосъемника, тензометрические мосты по числу измерительных каналов, входы которых подключены к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а выходы соединены с соответствующими вращающимися обмотками передающего токосъемника, ротор которого выполнен из П-образных магнитопроводов, равномерно расположенных по окружности, а статор — из Н-образных ферромагнитных секторов, также равномерно расположенных по окружности, с размещенными на каждом из них неподвижными обмотками, синхронный коммутатор, входы которого соединены с соответствующими выводами неподвижных обмоток передающего токосъемника, и регистрирующие блоки, входы которых связаны с соответ. ствующими выходами синхронного коммутатора 12).
Недостаток известного устройства заключается в низкой точности передачи электрических сигналов резистивных преобразователей. обусловле п ой возникновением сигнала помехи в каждом из измерительных каналов, который накладывается на передаваемый измери10
55 тельный электрический сигнал при вращении ротора передающего токосъемника. Возникновение сигнала помехи вызвано тем, что при вращении ротора полюса П-образных ферромагнитных магнитопроводов движутся вдоль
Н-образных секторов статора, вследствие чего-. изменяется длина средней магнитной линии магнитопровода. Зависимость средней длины магнитной линии от положения П-образных магнитопроводов ротора относительно Н-образных секторов статора приводит к изменению величины магнитного сопротивления рассматриваемой цепи, и, как следствие, к модуляции магнитного потока. Изменение магнитного потока, пронизывающего неподвижную обмотку, расположенную на П-образном секторе статора питающего токосъемника, приводит к возникновению ЭДС помехи. Сигнал помехи смешивается в каждом канапе с передаваемым электрическим сигналом реэистивного преобразователя, что снижает точность его регистрации.
Целью изобретения является повышение точности передачи электрических сигналов.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для передачи электрических сигналов, содержащем питающий и передающий токосъемники трансформаторного типа, генератор, выход которого подключен к неподвижнои обмотке питающего токосъемника, по числу изме. рительных каналов тензометрические мосты, входы которых подключены к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а выходы соединены с соответствующими вращающимися обмотками передающего токосъемника, ротор которого выполнен из П-образных магнитопроводов, равномерно расположенных по окружности по числу измерительных каналов, à статор — из ферромагнитных секторов, равномерно расположенных по окружности по числу измерительных каналов и с размещенными на каждом из них неподвижными обмотками, синхронный коммутатор, входы которого соединены с соответствующими выводами неподвижных обмоток передающего токосъемника, а выходы — с входами регистрирующих блоков по числу измерительных каналов, секторы статора передающего токосъемника выполнены
$-образной формы, а оси катушек неподвижных обмоток статора расположены по касательной к окружности размещения секторов.
Eia фиг. 1 представлена конструкция передающего токосъемника; на фиг. 2 — электрическая схема устройства.
Передающий токосъемник состоит из S-обратных ферромагнитных секторов 1, равномерно расположенных по окружности токосъемника, с размещенными на их средней части 2 неподвижными обмотками 3, ко" îðûå образуют его статор. Ротор передаюгцего токосъемника
1014002
3 состоит из П-образных (ферромагнитных) магнитопроводов 4, равномерно расположенных по окружности вала 5, с размещенными на них вращающимися обмотками 6. Между секторами
1 статора и магнитопроводами 4 ротора пере- . 3 дающего токосъемника предусмотрен гарантированный зазор 7, обеспечивающий свободное вращение ротора относительно статора. Принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства, представленная на фиг. 2, включает $0 в себя генератор 8, питающий (бесконтактный) токосъемник 9 трансформаторного типа с неподвижной обмоткой 10 и вращающейся обмоткой 11, тензометрические мосты 12,. расположенные на вращающемся объекте 13,.пере- 1з дающий (бесконтактный) токосъемник 14 трансформаторного типа с вращающимися обмотками
6 и неподвижными обмотками 3, синхронный коммутатор 15 и регистрирующие блоки 16, причем количество тенэометрических мостов 12, 20 вращающихся обмоток 6, неподвижных обмоток 3 передающего токосъемника 14, а также регистрирующих блоков 16 равно числу измерительных каналов.
Устройство работает следующим образом. 25
Питание всех тензометрических мостов 12 осуществляется генератором 8 посредством питающего токосъемника 9; Вращающиеся .. обмотки 6 передающего токосъемника 14 подключены к измерительным диагоналям соот- ЗО ветствующих тензометрических мостов 12, поэтому через эти обмотки протекают токи, пропорциональные величине разбаланса тензометрических мостов 12, вызванного изменением величины сопротивлений, включенных в его плечи тензорезисторов, из-за воздейсТвия контролируемых параметров.
Магнитный поток, возбуждаемый током разбаланса тензометрических мостов 12 в П-образных магнитопроводах передающего токосъемника 14, замыкается через гарантирован40 ный зазор 7 и $-образные ферромагнитные сектора 1 статора. При этом в неподвижных обмотках 3 передающего токосъемника 14 наводится ЭДС, величина которой пропорциональ на величине магнитного потока, замыкающего45 ся в данный момент времени через магнитопровод рассматриваемого канала. СинхронньГй коммутатор 15 работает синхронно с частотой вращения вращающегося объекта 13 и обеспечивает подключение неподвижных обмоток 3 передающего токосъемника 14 к входам соответствующих блоков 16 таким образом, чтобы в любой момент времени вход блока.16 был подключен к неподвижной обмотке 3, размещенной на том S-образном секторе 1 статора передающего токосъемника 14, через который в этот момент времени замыкается магнитная цепь П-образного магнитопровода, вращаю. щаяся обмотка 6 которого связана с тензометрическим мостом 12 соответствующего канала.
Предлагаемая конструкция секторов статора передающего токосъемника позволяет повы. сить точность передачи электрических сигналов тензометрических мостов., так как S-образная . форма ферромагнитных секторов статора передающего токосъемника обеспечивает постоянство длины средией магнитной линии замкнутого магнитопровода, образованного указанными секторами и П.-образными магнитопроводами э вращающегося ротора.. Независимость длины пути, по которому замыкается магнитный поток, и, как следствие, величины магнитного сопротивления рассматриваемой магнитной цепи от положения П-образных магнитопроводов ротора относительно S-образных ферромагнитных секторов передающего токосъемника исключает возможность модуляции магнитного потока, сцепленного с витками неподвижных обмоток, связанных через синхронный коммутатор с блоками регистрации. Это приводит к существенному снижению уровня помех, свя. занных с вращением ротора, амплитуда и частота которых возрастают при увеличении скорости вращения.
Применение данного устройства позволяет осуществить регистрацию более слабых электрических сигналов тензодатчиков при более высокой частоте воздействующего динамического параметра, что необходимо, например, при контрое высокочастотных динамических деформаций лопаток компрессоров высокого давления ГТД.
1О1епО2
Составитель В. Демин
Техред М.Костик
Редактор Н. Назаренко
Заказ 3022/60 и юг Р
Тираж 616
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
Корректор М. Шароши
Подписное
