Устройство для измерения температуры вращающейся детали машины

 

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3Ю9 8052 23 19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И: АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г21) 3оо1668/18-24 (22> 28. 10. 80 (46) 07. 06. 83. Бюл. Р 21 (72) B.A.. Кузнецов (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро машин химических волокон Ленинградского машиностроительного объединения им. Карла Маркса (53) 62 50.(088. SP (56) 1. Авторское свидетельство

СССР 9 263219, кл. .G01- К 13/08

1968.

2. Патент Англии. 9 1431177 кл. 632, опублик. 1976.

3. Авторское свидетелЬствО СССР .

Р 146076,. кл. 601 К 13/08, 1962 (прототип). E54).(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИБРЕНИЯ

ТЕИПЕРАТУРЫ ВРИЦИОЩБЙСЙ ДЕТАЛИ ИА

ШИНЫ, содержащее генератор переменного напряжения, терморезистор, со-. единенный с двумя контактными кольцами токосъемного узла, компенсационный резистор, нуль-орган и исполнительный орган, кинематически связанный с подвижным контактом компенсационного резистора, о т— л и ч а ю щ в е с я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения области его применения, оно содержит трансформатор нанряжения и два операционных усилителя, инвертирующие входы которых через ограничительные резисторы подключены к выводам соответствующих вторичных обмоток трансформатора напряжения, первичная обмотка котороео связана с выходом генератора переменного напряжения, выход первого операционного усилителя через первую пару контактных щеток токосъемного узла и терморезистор соединен со своим инвертирующим входом, выход второго операционного усилителя через компенсационный резистор соединен со своим инвертирующим входом, который через вторую пару контактных щеток токосъемного узла соединен с первым входом нуль-органа, второй вход ко- торого соединен с подвижныМ контак-: том компенсационного резистора.

1022127

Изобретение относится к иэмерейий температуры вращающихся деталей машин и может быть применено для измерения температуры вращающихся цилиндров,машин по производству и переработке химических волокон. 5

Известно устройство для бескон". тактного измерения температуры, основанное на явлении автосинхронизации систем. В этом устройстве,,на ва» лу вращающейся детали установлен ко- 10 лебательный контур, содержащий термочувствительный конденсатор и катушку индуктивности. Колебательный контур индуктивно связан с входом

:релаксационного генератора, установ- 5 ленного на неподвижной части машины, на выход генератора подключен измерительный прибор (частотомер).

При изменении температуры вращающейся детали изменяется и емкость термочувствительного конденсатора, а следовательно,и собственная часто» та колебательного контура, при этом. индуктивно-связанный с ним генератор изменяет свою частоту.колебаний которая фиксируется частотомером, отградуированным непосредственно в градусах Цельсия (.1).

Недостатками устройства являются низкая помехозащищенность, большой разброс и нелинейность характерис- 30 тик датчиков температуры (термочувствительных конденсаторов), требующих индивидуальной подгонки, а так-. же низкий верхний предел измерения температуры (до 90 С), что .не от- 35 вечает требованиям машин химических волокон, имеющих температурный диапазон 90-500 С.

Известно также устройство для нагрева синтетических нитей, содержа- 40 щее датчик температуры, подключенный к двум контактным кольцам, IIo которым через пЕрвую контактную пару щеток подается стабилизированный ток и с которых через вторую пару щеток снимается напряжение, подаваемое 45 на вход операционного усилителя с большим входным сопротивлением.

Падение напряжения на терморезис торе, пропорциональное температуре 50 вращающейся детали, контролируется измерительным прибором, подключен- . ным на выход операционного усилите-. ля (2).

Недостатком этого Устройства яв- 55 ляется наличие контактной термо-ЭДС токосъема, действующей во входной цепи операционного усилителя и в значительной степени снижающей точность измерения устройства. для уменьшения влияния контактной 60 термо-ЭДС на результат измерения необходимо применять датчики температуры с высоким температурным коэффициентом сопротивления (т.к.с.), например полупроводниковые терморе- 65 эисторы. Однако последние имеют та- кие недостатки, как нелинейность и большой разброс характеристик от образца к образцу, требующих индивидуальной подгонки и тарировки, поэтому подобные устройства не нашли практического применения на машинах химических волокон, имеющих большое число вращающихся подогреваемых цилиндров, температуру которых необходимо измерять и регулировать с до« статочно высокой точностью.

Наиболее близким к изобретению по . технической сущности является устройство для измерения температуры вращающихся объектов, состоящее: из ниэкоомного термометра сопротивления, последовательно соединенного через контактный токосъемный узел с первичной обмоткой трансформатора тока. Во вторичную обмотку трансформатора тока включено компенсационное сопротивление (реохорд), подключенч ное через нуль-орган и второй контактный токосъемный узел параллельно низкоомному термометру сопротивления. Питание термометра сопротивле ния осуществляется от сети переменного тока. Падение напряжения на термометре сопротивления уравновешивается напряжением на компенсационном сопротивлении.

Точность устройства в значительной степени определяется качеством изготовления .измерительного трансформатора тока, создающего-два вида погрешностей — угловую (фазовую) и погрешность от коэффициента трансформации (3).

Недостатком устройства является сложность изготовления измерительных трансформаторов тока с идентичными характеристиками, при их серий ном производстве, в связи с отсутствием образцовых трансформаторов тока.

Кроме того, устройство может быть использовано только в случае применения нестандартных (низкоомных ) датчиков температуры.

Цель изобретения — упрощение уст- ройства и расширение области его применения

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения темйературы вращающейся детали машины, содержащее генератор переменного напряжения, терморезистор, соединенный с двумя контактными кольцами токосъемного узла, компенсационный резистор, нуль-орган и исполнительный орган, кинематически связанный с подвижным контактом компенсационного резистора, дополнительно введены трансформатор напряжения и два операционных усилителя, инвертнрующие входы которых через ограничительные резисторы подключены к выводам соответствующих вторичных

1022127 обмоток транс4ориатора напряжения, первичная обмотка которого связана с выходом генератора переменного напряжения, выход первого операционного усилителя через первую пару контактных щеток токосъемного узла и терморезистор соединен со своим инвертирующим входом, выход второго операционного усилителя через компенсационный резистор соединен со своим инвертирукщим входом, который через - 10 вторую пару контактных щеток токосъемного узла соединен с первым входом нуль-органа, -второй. вход кото« рого соединен с подвижным контактом компенсационного резистора. )5

На чертеже показана. схема предлагаемого устройства для измерения температуры вращающейся детали машины.

Ус гройство. содержит термореэистор

1, установленный во вращающейся га:лете, подключенный.через первую пару контактных колец 2 токосъемного узла 3 в цепь отрицательной. обратной связи первого операционного уси.лителя 4.

В цепь отрицательной обратной связи второго операционного усилителя 5 включен . компенсационный резистор 6. С помощью второй пары контактных колец 7 терморезистор 1 соединен последовательно с компенса- 30 ционным резистором 6 и с входом нульоргана 8, на выход которого.подключен исполнительный орган 9, кннематически соединенный с подвижным контактом компенсационного резво- З5 тора 6. Инвертирующие входы опера. ционных усилителей 4 и 5 подключены через ограничительные резисторы 10 и 11, определяющие величину тока в цепях отрицательной образиной связи, к вторичным обмоткаи 12 и 13 трансформатора 14 напряжения. Первичная обмотка 15 трансформатора 14 подключена на выход генератора 16 переменного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При изменении температуры враща-, ющейся детали машины изменяется и сопротивление датчика 1 температуры, при этом нарушается баланс в измери. тельной схеме, состоящей из датчика

1 терморезмстора, компенсационного резистора 6 (реохорда) и трансформаторного входа нуль-органа,8. Испол-. нительный орган 9 перемещает движок реохорда 6 до тех пор, пока не наступит равновесие в схеме.

Сопротивление резистора 6 отградуировано в градусах Цельсия и по- . ложение его движка определяет температуру вращающейся детали машины.

Генератор 16 переменного напряжения имеет частоту, отличную от частоты питания индуктора; что наряду с избирательностью нуль-органа 8 позволяет повысить помехоустойчивость устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять темпера туру вращающейся детали машины высо. коточным компенсационным способом с-применением более простых элементов, как с датчиками температуры стандартной градуировкн, так и нестандартными (низкоомными} и полностью исключить влияние контактной термо-ЭДС на результат измерения.

ВНИИПИ Заказ 4043/40

Тираж 874 Подписное о

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