Тензометрическое устройство для измерения деформаций вращающихся объектов

 

Изобретение относится к тензометрии и может быть использовано при измерении деформаций вращающихся объектов. Цель изобретения - повышение чувствительности и помехоустойчивости устройства за счет выполнения блока 13 автоматической регулировки усиления сигнала узкополосным , что достигается за счет введения в него селективного фильтра 15, настроенного на частоту генератора 11, и настройки заградительного фильтра 17 на удвоенную частоту генератора. На вращающемся объекте устанавливают емкостные токосъемники 1 и 2, I JL г (Т lV J i .j i ,р, рабочий 7 и компенсационный 8 тензорезисторы и два противоположно включенных 9 и 10. На выходе преобразователя 12 тока в напряжение протекает в первом полупериоде синусоидального напряжения ток, определяемый рабочим тензорезистором 7, а во втором полупериоде - определяемый компенсационным тензорезистором 8, а на выходепоявляетсянапряжение несимметричной формы, которое усиливается управляемым усилителем 14 и поступает на входы селективного фильтра 15 и заградительного фильтра 17. Отношение амплитуд второй и первой гармоник этого напряжения в широком диапазоне изменений сопротивления рабочего тензорезистора 7 пропорционально этому относительному изменению. Использование устройства для измерения деформаций на вращающихся объектах позволяет улучшить чувствительность и помехоустойчивость , так как помехи, не совпадающие по частоте спектра с частотой генератора синусоидального напряжения, не усиливаются узкополосным усилителем и не влияют на значения выходного сигнала, поступающего на регистратор.1 ил. С IVJ о 4 00 со ,j -Я 6 I i : j . J «-А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 В 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) (21) 4810966/28 (22) 04.04.90 (46) 23.10.92. Бюл. № 39 (71) Научно-производственное объединение

"Центр" (72) А.Г.Стрижка, М,Н.Иванов, Н.В.Шепелев и Ю.И,Белоносов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11227722110000, кл. G 01 B 7/16, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1523902, кл. G 01 В 7/16, 1988. (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к тензометрии и может быть использовано при измерении деформаций вращающихся объектов. Цель изобретения — повышение чувствительности и помехоустойчивости устройства за счет выполнения блока 13 автоматической регулировки усиления сигнала узкополосным, что достигается за счет введения в него селективного фильтра 15, настроенного на частоту генератора 11, и настройки заградительного фильтра 17 на удвоенную частоту генератора. На вращающемся объекте устанавливают емкостные токосъемники 1 и 2, „„. Ж„„1770733 Al рабочий 7 и компенсационный 8 тензорезисторы и два противоположно включенных 9 и 10. На выходе преобразователя 12 тока в напряжение протекает в первом полупериоде синусоидального напряжения ток, определяемый рабочим тензорезистором 7, а во втором полупериоде — определяемый компенсационным тензорезистором 8, а на выходе поя вляется нап ряжение несимметричной формы, которое усиливается управляемым усилителем 14 и поступает на входы селективного фильтра 15 и заградительного фильтра 17. Отношение амплитуд второй и первой гармоник этого напряжения в широком диапазоне изменений сопротивления рабочего,тензорезистора 7 пропорционально этому относительному изменению, Использование устройства для измерения деформаций на вращающихся объектах позволяет улучшить чувствительность и помехоустойчивость, так как помехи, не совпадающие по частоте спектра с частотой генератора синусоидального напряжения, не усиливаются узкополосным усилителем и не влияют на значения выходного сигнала, поступающего на регистратор. 1 ил.

1770733

Изобретение относится к тензометрии и может быть использовано при измерении деформаций вращающихся объектов, на которых могут устанавливаться только бесконтактные токосъемники.

Известно устройство для измерения деформаций вращаюихся объектов, содержащее два токосъемника с подвижными и неподвижными токовыводами, мост из тензорезисторов, блок преобразования, вход которого соединен с измерительной диагональю моста, а выход — с подвижными токовыводами токосъемников, и приемно-регистрирующий блок.

Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость, так как блок преобразования приходится размещать на вращающемся объекте, а амплитудно-модулированный сигнал с выхода этого блока передавать по емкостным токосъемникам, вносящих в него сигнал помехи.

Наиболее близким по выполнению и достигаемым результатам устройством является тензометрическое устройство для измерения деформаций, вращающихся объектов, содержащее два токосъемника с подвижными и неподвижными токовыводами, рабочий и компенсационный тензорезисторы, каждый из которых одним выводом соединен с подвижным токовыводом первого токосъемника, два противоположно включенных диода, каждый из которых одним из выводов соединен с подвижным токовыводом второго токосъемника, а другим — с соответствующим свободным выводом одного из тензорезисторов, генератор синусоидального напряжения, сдна из выходных шин которого соединена с неподвижным токовыводом первого токосъемника, преобразователь тока в напряжение, входные шины которого соединены, соответственно, с неподвижным токовыводом второго токосъемн ика, и со второй въ«ходноЙ шиной генератора синусоидального напряжения, блок автоматической регулировки усиления сигнала, вход которого соединен с выходны.ми шинами преобразователя кода в напря>кение, заградительный фильтр и регистратор, вход которого соединен с выходом заградительного фильтра.

Однако и это тензометрическое устройство имеет низкую чувствительность и помехоустойчивость так как усиление полезного сигнала в блоке автоматической регулировки усиления сигнала производится входящим в состав этого блока широкополосным усилителем, который усиливает не только полезный сигнал, но и помехи, частота которых лежит в рабочей полосе частот этого усилителя.

l0

В:5

Целью изобретения является повышение чувствительности и помехоустойчивости устройства за счет выполнения блока автоматической регулировки усиления сигнала узкополосным, что достигается за счет введения в него селективного фильтра, настроенного на частоту генератора, и настройки заградительного фильтра на удвоенную частоту генератора.

На чертеже представлена схема устройства.

Тензометрическое устройство для измерения деформаций вращающихся объектов содержит два токосъемника 1 и 2 с подвижными токовыводами 3 и 4 и неподвижными токовыводами 5 и 6, рабочий и компенсационный тензорезисторы 7 и 8, каждый из которых одним из выводов соединен с подвижным токовыводом 3 первого токосъемника 1, два противоположно включенных диода 9 и 10, каждый из которых одним из выв-.:дов соединен с подвижным токовыводом 4 второго токосъемника 2. а другим— с соответствующим свободным выводом одного иэ тензорезисторов 7 или 8, генератор

1 синусоидального напряжения, одна из выходных шин которого соединена с неподвижным токовыводом 5 первого токосъемника 1, преобразователь 12 тока в напряжение, входные шины которого соединены соответственно с неподвижным токовыводом 6 второго токосъемника 2 и со второй выходной шиной генератора 11 синусоидального напряжения, блок 13 автоматической регулировки усиления сигнала, выполненный B аиде управляемого по коэффициенту усиления усилителя 14, соединенного с выходом управляемого усилителя 14 селективного фильтра 15, настроенного на частоту генератора 11, и блока 16 управления усилением, вход .которого соединен с выходом селективного фильтра 15, заградительный фильтр 17 выполненный в виде селективного усилителя, настроенного на удвоенную частоту генератора 11, и регистратор 18, вход которого соединен с выходом заградительного фильтра 16. Вход блока 13 автоматической регулировки усиления сигнала соединен с выходными шинами преобразователя 12 тока в напряжение, а выход управляемого усилителя 14 блока 13 соединен со входом заградительного фильтра 17

Тензометрическое устройство работает следующим образом.

На вращающемся объекте предварительно устанавливают подвижные токовыводы 3 и 4 токосъемников 1 и 2, рабочий и компенсационный тензорезисторы 7 и 8 и два противоположно включенных диода 9 и

10, При включении генера-ора 11 синусои1770733

Использование устройства для измерения деформаций на вращающихся объектах позволяет повысить точность и улучшить чувствительность и помехоустойчивость, так как помехи, не совпадающие по частоте спектра с частотой генератора синусоидального напряжения не усиливаются узкополосным усилителем и не влияют на значения выходного сигнала, поступающего на регистратор.

Составитель Н. Тимошенко

Техред М.Моргентал Корректор А. Ворович

Редактор Т. Орлова

Заказ 3731 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 дального напряжения через входные шины преобразователя 12 тока в напряжение протекает в первом полупериоде синусоидального напряжения ток, определяемый рабочим тензорезистором 7, а во втором полупериоде — определяемый компенсационным тензорезистором 8. Соответственно на выходе преобразователя 12 тока в напряжение появляется напряжение несимметричной формы, которое усиливается управляемым усилителем 14 и поступает на входы селективного фильтра 15 и заградительного фильтра 17. Поскольку селективный фильтр 15 настроен на частоту генератора 11, то первая гармоника напряжения на входе фильтра 15 проходит через него и используется для формирования в блоке 16 управления усилением соответствующего управляющего сигнала.

Заградительный фильтр 17 настроен на удвоенную частоту генератора 11 и поэтому пропускает только вторую гармонику сигнала, получаемого на выходе управляемого усилителя 14. Как показало моделирование функции преобразования всего тензометрическогоустройства на цифровой вычислительной машине, отношение амплитуд второй и первой гармоник этого сигнала в широком диапазоне изменений сопротивления рабочего тензорезистора 7 пропорционально указанному относительному изменению сопротивления.

Формула изобретения

Тензометрическое устройство для измерения деформаций вращающихся объектов, содержащее два токосъемника с подвижны5 ми и неподвижными токовыводами, рабочий и компенсационный тензореэисторы, каждый из которых одним из выводов соединен с подвижным токовыводом первого токосъемника, два противоположно вклю10 ченных диода, каждый из которых одним из выводов соединен с подвижным токовыводом второго токосъемника, а другим — с соответствующим свободным выводом одного из тензорезисторов, генератор синусои15 дального напряжения, одна из выходных шин которого соединена с неподвижным токовыводом первого токосъемника, преобразователь тока в напряжение, входные шины которого соединены соответственно с не20 подвижным токовыводом второго токосъемника и с второй выходной шиной генератора синусоидального напряжения, блок автоматической регулировки усиления сигнала, вход которого соединен с выходными шина25 ми преобразователя тока в напряжение, заградительный фильтр и регистратор, вход которого соединен с выходом заградительного фильтра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и по30 мехоустойчивости, блок автоматической регулировки усиления сигнала выполнен в виде управляемого по коэффициенту усиления усилителя, соединенного с выходом управляемого усилителя селективного фильтра, 35 настроенного на частоту генератора, и блока управления усилением, вход которого соединен с выходом селективного фильтра, а выход — с управляющим входом управляемого усилителя, а заградительный

40 фильтр выполнен в виде селективного усилителя, настроенного на удвоенную частоту генератора и соединенного своим входом с выходом управляемого усилителя.