Устройство для динамических измерений на вращающихся объектах

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности за счет компенсации периодической составляющей и выделения информативного сигнала без искажения его спектра. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными интегратором 10 и сумматором 11. Интегратор 10 служит для формирования вычитающего (компенсирующего) напряжения и. Сумматор 11 складывает напряжение и, с напряжением U, поступающим с выхода усилителя 2 постоянного тока. Результатом этого сложения является компенсация периодической составляющей (помехи) в напряжении U и выделение информативного сигнала без искажения его спектра. 2 шт.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) t5D 4 С 01 В 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3982095/25-28 (22) 29.11.85 (46) 15.06.87. Бюл. 9 22 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) С.С.Торопов и В.Ф.Проценко (53) 531.781.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 949334, кл. С 01 В 7/18, 1980.

Авторское свидетельство СССР

0 1016668, кл. С 01 В 7/16, 1981 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ НА ЗРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТАХ

"(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение точности за счет компенсации периодической составляющей и выделения информативного сигнала без искажения его спектра. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными интегратором 10 и сумматором 11. Интегратор 10 служит для формирования вычитающего (компенсирующего) напряжения Uz. Сумматор 11 складывает напряжение U с напряжением П, поступающим с выхода усилителя 2 постоянного тока. Результатом этого сложения является компенсация периодической составляющей (помехи) в напряжении U и выделение информативного сигнала без искажения его спектра. 2 иг, 1 13172

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрическим преобразователям для измерения изменяющихся во времени механических величин иа вращающихся деталях ,роторов силовых установок, и может быть использовано при измерении деформаций.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет компенсации 10 периодической составляющей и выделения информативного сигнала без искажения его спектра.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — диаграммы 15 напряжений.

Устройство для динамических измерений на вращающихся объектах содержит последовательно соединенные генератор 1 прямоугольных импульсов и 20 усилитель 2 постоянного тока, токосъемник 3 индуктивного типа с неподвижными обмотками 4 — 6 и подвижной обмоткой 7, у которых один вывод обмотки 4 соединен с выходом усилителя

2, один вывод обмотки 5 соединен с

„инвертирующим входом усилителя 2, один вывод обмотки 6 соединен с входом блока 8 температурной стабилизации тока тензорезистора 9, вторые выводы обмоток 4 — 6 соединены с общим проводом, а выводы обмотки 7 подключены к тензорезистору 9, размещенному на объекте вращения (не показан), последовательно соединенные интегратор .10 и сумматор 11, выход которого соединен с регистратором

12, другой вход сумматора 1I1 соединен с выходом усилителя 2 постоянного тока, вход интегратора 10 соединен 40 с выходом генератора 1 прямоугольных импульсов, вход которого соединен с ,выходом блока 8 температурной стабилизации.

Интегратор 10 выполнен, например, на базе операционного усилителя, в отрицательную обратную связь которого последовательно включены переменное сопротивление и конденсатор. 50

Устройство для динамических измерений на вращающихся объектах работает следующим образом.

Напряжение в форме длительных разНОполярных прямОугОльникоВ с Выхода генератора 1 прямоугольных импульсов поступает на неинвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока и прикладывается к неподвижной обмотке 4, 76 2 вызывая в ней ток i . Этот ток индукцирует в неподвижных обмотках 5 и 6 и в подвижной обмотке 7 токосъемника

3 напряжение взаимной индукции. Напряжение, возникающее на зажимах неподвижной обмотки.5, поступает на инвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока, где сравнивается с напряжением, действующим на его неинвертирующем входе. При достаточно большом коэффициенте усиления по напряжению усилителя 2 постоянного тока разностный сигнал стремится к нулю.

Это значит, что в неподвижной обмотке

S формируется напряжение, близкое по форме к напряжению на выходе генератора 1 прямоугольных импульсов, а следовательно, такое же по форме напряжение будет сформировано и в обмотках 6 и 7, витки которых сцеплены с тем же магнитным потоком, что и витки обмотки 5. При изменении температуры окружающей среды происходит изменение омического сопротивления витков подвижной обмотки 7. Это сопротивление включено последовательно с тензорезистором 9, в результате чего изменяется величина тока 1, текущего через тенэорезистор 9, а следовательно меняется чувствительность схемы к измеряемой механической величине.

Для исключения температурного влияния на чувствительность схемы используется блок 8 температурной стабилизации тока тенэорезистора 9, на вход которого поступает напряжение с не,подвижной обмотки 6, где осуществля ется его сравнение с опорным напряжением. Разностный сигнал с выхода блока 8 температурной стабилизации тока поступает на управляющий вход генератора 1 прямоугольных импульсов, изменяя уровень его выходного напряжения в нужную сторону.

Для поддержания постоянного в пределах каждого полупериода напряжения в подвижной обмотке 7 намагничивающий ток неподвижной обмотки 4 изменяется по линейному закону. Этот ток создает падение напряжения на активном сопротивлении неподвижной обмотки 4, изменяющееся также по линейному закону в каждом полупериоде прямоугольного напряжения U, (фиг.2д), формируемого генератором 1 прямоугольных импульсов. Кроме намагничивающего тока, ток i неподвижной обмотки 4 включает в себя и приведенный ток подвижной

13172

3 (вращающейся) обмотки 7, имеющий прямоугольную форму, вершина которого промодулирована изменяющимся сопротивлением тензорезистора 9, под действием контролируемой величины. Сумматорный ток д< создает падение напряжения на активном сопротивлении неподвижной обмотки, и на выходе усилителя 2 постоянного тока действует напряжение U< (фиг.2b). !О

Для снятия информативной составляющей напряжения U c его линейно изменяющихся участков используется сумматор 11, на один из входов которого и поступает напряжение U с выхода 15 усилителя 2 постоянного тока. На второй вход сумматора 11 подается напряжение U> (фиг.25) с выхода интегратора 10. Компенсирующее напряжение 0 одинаково по форме с напряжением Б, 20 находится с ним в противофазе и не содержит информативной составляющей, вызванной изменением сопротивления тензорезистора 9 под воздействием контролируемой величины. Операцию 25 формирования напряжения U > осуществляет интегратор 10.

Результирующее напряжения U на выходе интегратора 10 показано на фиг.26. Это напряжение поступает на 30 вход сумматора 11, где вычитается из напряжения U, поступающего с выхода усилителя 2 постоянного тока.

Разностный сигнал напряжений Б и U> представляет собой информативную составляющую напряжения U< (фиг.

76 4

22) и поступает на вход регистратора 12.

Формула изобретения

Устройство для динамических измерений на вращающихся объектах, содержащее последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов и усилитель постоянного тока, блок температурной стабилизации тока, выход которого соединен с входом генератора прямоугольных импульсов, токосъемник с тремя неподвижными и одной подвижной обмотками, вывод первой неподвижной обмотки соединен с выходом усилителя постоянного тока, вывод второй неподвижной обмотки соединен с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, вывод третьей неподвижной обмотки соединен с входом блока температурной стабилизации тока, вторые выводы неподвижных обмоток соединены с общим приводом, тензорезистор, соединенный с выводом подвижной обмотки, и регистратор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными интегратором и сумматором, выход которого соединен с регистратором, другой вход сумматора соединен с выходом усилителя постоянного тока, а вход интегратора соединен с выходом генератора прямоуголь- . ных импульсов.

1317276

Составитель Е.Щелина

Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Редактор K.Волощук

Заказ 2412/36 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уж1ород, ул. Проектная, 4