Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта

 

Изобретение относится к преобразователям для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, предназначенных для работы при повышенной температуре. Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь содержит ротор 1 на валу 2, статор 3. Ротор состоит из соосных с валом внутреннего 4 и дополнительно введенного внешнего полого коаксиального цилиндра 5, соединенного с торцов с внутренним двумя плоскими дисками 6,7, причем в стенке внешнего полого цилиндра вблизи каждого торца выполнено равномерно но окружности по одному ряду прорезей 8,9. Статорная часть выполнена в виде двух крайних 10,11 и одного среднего 12, равноудаленного от крайних, плоских колец, соединенных между собой по внешней кромке полым цилиндром 13, соосным с валом. Статорная часть разделена на две симметричные части диамагнитной диэлектрической шайбой 16. Обмотка модуляции 17 расположена в статорной части и состоит из двух секций, включенных между собой последовательно и встречно и расположенных каждая внутри полого цилиндра между средним и соответствующим ей крайни.м плоскими кольцами. Сигнальная 20 и измерительная 21 обмотки расположены внутри роторной части между внешним и внутренним а (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (594G01 D5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЮО 52 Х3

/б /4 /б /7 /2

Р//г. /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3822058/24-07 (22) 06. 12.84 (46) 07.01.87. Бюл. № 1 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А. П. Торгашев, В. Г. Гусев, Е. Л. Леонидов и О. В. Луговой (53) 621-313.323(088.8) (56) Самбурский А. И., Новик В. К. Бесконтактные измерения параметров вращающихся объектов.— М.: Машиностроение, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 9004003, кл. G 01 D 5/00, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ МЕДЛЕННО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ С ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к преобразователям для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, предназначенных для работы при повышенной температуре.

Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь со„„SU„„1281893 держит ротор I на валу 2, статор 3. Ротор состоит из соосных с валом внутреннего 4 и дополнительно введенного внешнего полого коаксиального цилиндра 5, соединенного с торцов с внутренним двумя плоскими дисками 6,7, причем в стенке внешнего полого цилиндра вблизи каждого торца выполнено равномерно по окружности по одному ряду прорезей 8,9. Статорная часть выполнена в виде двух крайних 10,11 и одного среднего 12, равноудаленного от крайних, плоских колец, соединенных между собой по внешней кромке полым цилиндром 13, соосным с валом.

Статорная часть разделена на две симметричные части диамагнитной диэлектрической шайбой 16. Обмотка модуляции 17 расположена в статорной части и состоит из двух секций, включенных между собой последовательно и встречно и расположенных каж дая внутри полого цилиндра между средним и соответствующим ей крайним плоскими кольцами. Сигнальная 20 и измерительная 21 обмотки расположены внутри роторной части между внешним и внутренним

1281893 полыми цилиндрами. Кроме того, дополнительно введены вращающийся трансформатор 22, содержащий ротор с расположенной на нем первичной тестовой обмоткой 28, включенной последовательно с сигнальной обмоткой 20 и источником медленно изменяющегося сигнала и образующей с ними замкнутую электрическую цепь, и статор с расположенной внутри него вторичной тестовой обмоткой 26, а также вращающийся трансформатор 29, содержащий ротор 34 с расположенной на нем первичной измерительной

Изобретение относится к информационноизмерительной технике и предназначено для передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся объектов в условиях повышенной температуры.

Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя.

На фиг.l привсден преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, продольный разрез; на фиг.2 — электрическая схема соединения обмоток преобразователя.

Преобразователь состоит из ротора 1, расположенного на валу 2, и статора 3.

Ротор 1 состоит из соосных с валом 2 внутреннего 4 и впепгнего 5 полых цилиндров, соединенных с торцов двумя идентичными дисками 6 и 7, причем в стенке внешнего полого цилиндра 5 вблизи каждого торца равномерно по ок! ужности выполнено два ряда про)н зей 8 и 9. Длина прорезей 8 и 9 вдоль оси вра цения ротора 1 не менее, чем в 4 — 6 раз меньше,<.tèíû внешнего цилиндра 5, и пе менее, чем в 2 раза меныпе их длины по окружности. Толщина стенки внешнего полого цилиндра 5 соизмерима с толщиной стенки внутреннего полого цилиндра

4. Статор 3 преобразователя состоит из двух крайних 10 и 11 и одного среднего 12 колец, причем среднее кольцо 12 равноудалено от крайних. Кольца 10 — 12 соединены по внешней кромке полым цилиндром 13, соосным с валом 2. Весь статор 3, в том числе и среднее кольцо 12, разделен на две симметричные части 14 и 15, между которыми размещена диамагнитная диэлектрическая шайба 16.

Обмотка 17 модуляции расположена в статоре 3 и состоит из двух идентичных секций 18 и 19, включенных между собой последовательно и встречно, причем обе секции 18 и 19 расположены внутри полого цилиндра 13 статора 3 так, что каждая из

5 !

О !

35 обмоткой 35, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки 21, и статор 32 с расположенной в нем вторичной обмоткой 33. Все обмотки коаксиально с валом, статорные части преобразователя отделены друг от друга диамагнитной диэлектрической шайбой, роторные части также разделены диамагнитной диэлектрической шайбой. В преобразователе информативный поток полностью замыкается внутри замкнутого магнитопровода, что повышает чувствительность преобразователя, 3 ил.

2 них находится между средним 12 и соответствующими ей крайними 10 и 11 плоскими кольцами.

Сигнальная обмотка 20 и измерительная обмотка 21 намотана на внутренний полый цилиндр 4 ротора 1.

Первый вращающийся трансформатор 22 отделен от статора 3 и ротора 1 неподвижной 23 и вращающейся 24 диамагнитными диэлектрическими шайбами и содержит статорную часть 25 с размешенной внутри вторичной тестовой обмоткой 26 и роторную часть 27 с намотанной на нее первичной тестовой обмоткой 28, включенной последовательно с сигнальной обмоткой и клеммами для подключения к источнику медленно изменяющегося сигнала (не показан). Конструктивное выполнение вращающегося трансформатора может быть различным.

Второй вращающийся трансформатор 29 отделен от статора 3 неподвижной 30 и вращающейся 31 диамагнитными диэлектрическими шайбами и содержит статорную часть 32 с вторичной обмоткой 33 и роторную часть 34 с намотанной íà Нср первичной обмоктой 35, которая соедине.,а с измерительной обмоткой 21.

Оси всех обмоток преобразователя совпадают с осью вращения вала 2.

Преобразователь работает след) ющим образом.

При наличии тока модуляции в обмотке 17 модуляции магнитный поток, вызванный этим током в секции 18, замыкается по части статора 3 (среднее плоское кольцо 12. участок полого цилиндра 13 между крайним

10 и средним 12 кольцами, крайнее кольцо

10) и через воздушные зазоры между крайним плоским кольцом 10 статора 3 и диском 6 ротора 1 и между средним кольцом 12 статора 3 и внешним полым цилиндром 5 по ротору 1. При этом часть потока, вызванного током модуляции в секции 18 обмотки

17 модуляции, проходит по внешнему

1281893

55 полому- UHëèíäðó 5, диску 6 и не охватывает измерительную обмотку 21.

Магнитный поток, вызванный током модуляции в секции 19, замыкается по другой части статора 3 (среднее кольцо 12, участок полого цилиндра 13 между крайним 11 и средним 12 кольцами, крайнее кольцо 11) и через воздушные зазоры между крайним кольцом 11 и диском 7 и между средним кольцом 12 статора 3 и внешним полым цилиндром 5 ротора 1 по статору 3. При этом часть потока, вызванного током модуляции в секции 19 обмотки 17 модуляции, проходит по внешнему полому цилиндру 5 и диску 7 и не охватывает измерительную обмотку 21, а другая часть потока, вызванного током модуляции в секции 19, проходит по внешнему полому цилиндру 5, диску 6, внутреннему полому цилиндру 4, диску 7 и таким образом, охватывает измерительную обмотку 21. В силу того, что секции 18 и 19 обмотки 17 модуляции идентичны и включены между собой последовательно и встречно, магнитные потоки, вызванные токами в этих секциях, также одинаковы по величине.

При отсутствии тока в сигнальной обмотке 2 результирующий магнитный поток во внутреннем полом цилиндре 4 равен нулю, и ЭДС в измерительной обмотке 21 не возникает. При этом магнитный поток, вызванный током модуляции в секции 18 и протекающий по внешнему полому цилиндру 5, суммируется с магнитным потоком, вызванным током модуляции в секции 19. В результате взаимодействия этих потоков происходит периодическое увеличение магнитного сопротивления участков стенки внешнего полого цилиндра 5 между прорезями 8 и 9, имеющих меньшую суммарную плошадь сечения, нежели внутренний полый цилиндр 4.

При этом относительная величина магнитных потоков от каждой секции 18 и 19 обмотки 17 модуляции, протекающих по внутреннему полому цилинру 4, увеличивается. Результирующий поток остается равным нулю, и ЭДС в измерительной обмотке 21 не возникает.

При появлении тока в сигнальной обмотке 20 в последней наводится магнитный поток, который полностью замыкается по ротору 1, не проходя через зазор между ротором 1 и статором 3. При этом направление данного магнитного потока по отношению к потоку модуляции в стенках внешнего 5 и внутреннего 4 полых цилиндров в один и тот же момент времени противоположно, что приводит к изменению распределения магнитного потока модуляции между стенками полых цилиндров 4 и 5 ротора 1, а следовательно, к изменению спектрального состава переменного магнитного потока, пронизывающего первую вращающуюся измерительную обмотку 21.

При отсутствии сигнала от источника медлеHHQ изменяющегося сигнала в сигнальной обмотке 20 протекает ток, вызыванный низкочастотным тестовым напряжением, передаваемым с неподвижной аппаратуры Носредством первого вращающегося трансформатора. Воздействие этого периодического линейного (например, треугольного) сигнала приводит и тому, что уровень второй гармоники потока модуляции в спектре выходного сигнала модул ирустся по амплитуде этим линейным низкочастотным сигналом (фиг.3).

Разность временных интервалов (tp, 1.1) и (tI, 1) в данном случае равна нулю. При появлении в сигнальной обмотке 20 тока от источника медленно изменяющегося сигнала поток, вызванный этим током, суммируется с потоком от источника тестового сигнала, и равенство временных интервалов (1, tI) и (11, t >) нар пгается, причем эта разность прямо пропорциональна величинг. сипгаlа от источника медленно изме гякхщегося сигнала.

Вследствие того, что информативный магнитный поток, управляющий током модуляции, полностью замыкается внутри замкнутого ферромагнитного контура, т. е. не встречает на своем 11ути значительного паразитного сопротивления воздушного зазора, предлагаемый преооразователь имеет сушестеHHo большу10 чувствительномть, чеM известный, так как величина магнитного потока, созданного сигнальной обмоткой 20, определяется только параметрами магнитопровода, не зависит от величины зазора между ротором и статором преобразователя и может быть достаточно большой, что особенно важно при работе с маломогцными источниками, например термопарами.

Фор.«I).га ггзобггегг ни.ч

Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяюгцихся измерительных сигналов с вращающегося обьекта, содержащий роторный магнитопровод, состояпшй из полого цилиндра, соосного с валом, и двух дисков, статорный магнитопровод, состоягций из двух колец, соедиH0HHI lx Ho внешней кромке полым цилиндром, и обмотку модуляции, расположенную в OI.аторе, сигнальную, расположенную на полом цилиндре, обмотку ротора и измерительную, от.гинагогг ггг1с» тем, что, с целью повышения его чувствительности, роторный магнитопровод снабжен вггешним полым коаксиальным цилиндром, соединoнный торцом с внутренним цилиндром и дисками, в стенке внепгнего полого цилиндра вблизи каждого торца вьшолнеHо равноме, ио пo окружности два ряда прорезей, статорньгй магнитоировод снабжен дополните. ьно средним, равноудаленным от крайних, 11льцом, внешняя кромка которого соединена с внутренней поверхностью полого цилиндра статора, статорный магн итон 130 ВО:1 рН3 1 cзен H11 гве си 1метричные части. гежду которыми размещена диамагнитная диэлектри 1«скггя шайба, 1281893

Составитель В. Трегубов

Редактор Л. Шишкина Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Заказ 7176/36 Тираж 690 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 обмотка модуляции расположена в статорной части и выполнена из двух секций, включенных между собой последовательно и встречно и распоЛоженных каждя внутри внешнего полого цилиндра между средним и соответствующим ей крайним кольцами, сигнальная и измерительная обмотки расположены внутри роторной части между внешним и внутренним полыми цилиндрами, преобразователь дополнительно снабжен первым вращающимся трансформатором, содержащим ротор с расположенной на нем первичной тестовой обмоткой, включенной последовательно с сигнальной обмоткой и клеммами для подключения к источнику медленно изменяющегося сигнала, и статор с расположенной внутри него вторичной тестовой обмоткой, второй вращающийся трансформатор, которым снабжен преобразователь, содержит ротор с расположенной на нем первичной обмоткой, которая соединена с первичной обмоткой первого вращающегося трансформатора, и статор с расположенной в нем вторичной обмоткой, все обмотки рас10 положены коаксиально с валом, статорные и роторные части преобразователя отделены друг от друга диамагнитными диэлектрическими шайбами.