Устройство для бесконтактной передачи измерительных сигналов с вращающегося объекта

 

(72) Авторы изобретения

В.Г.Гусев, M.Ï.Èâàíîâ, А.Н.Мирин и В.Б.Малешин

1

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЬИ СИГНАЛОВ С ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для бесконтактной передачи медленно из- меняющихся сигналов первичных изме« рительных преобразователей, например термопар, с вращающегося объекта на ° .неподвижную измерительную аппаратуру.

Известно устройство для передачи медленно изменяющихся измерительныХ сигналов с. вращающегося объекта, в котором передача осуществляется с помощью индукционных преобразователей, при этом измерительный сигнал беэ дополнительного преобразования на вращающемся объекте передается на неподвижную аппаратуру(1 .

Известное устройство характеризуется недостаточной точностью преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для передачи измерительного сигнала, содержащее неподвижньф магнитопровод, выполненный в виде двух чашек броневого типа, в каждой из которых расположены секции двух неподвижных обмоток, соединенных последовательно и согласно, и вращающуюся обмотку, расположенную между

l секциями неподвижных обмоток. В воздушном зазоре магнитопровода расположены магниточувствительные преобразователи, включенные в мостовую цепь, образованную резисторами. Мостовая цепь питается от генератора прямоугольного напряжения, к одному иэ высокоомных выходов которого подклю чена одна из неподвижных обмоток, а низкоомный вход подключен к фазочувствительному устройству. В из мерительную диагональ мостовой цепи включен усилитель, к выходу которого подключено фазочувствительное устройство. K выходу последнего подключен усилитель постоянного тока, нагруженный через регистрирующий прибор на другую неподвижную обмотку 2).

8861

° Недостатком известного устройства является большое число элементов со сравнительно низкой функциональной надежностью, кроме того, большое число элементов в неподвижной части устройства затрудняет его настройку.

- Цель изобретения — повышение надежности и .упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, !О что в устройство содержащее источник переменного напряжения, электронный усилитель и индуктивный преобразователь, состоящий иэ неподвижного броневого магнитопровода, вращающей- 13 ся обмотки, двух неподвижных обмоток, каждая из которых выполнена в виде двух соединенных. согласно секций, расположенных по обеим сторонам от вращающейся обмотки, введен трансформатор, причем одна из неподвижных обмоток индуктивного преобразователя соединена последовательно с первичной обмоткой трансформатора и нх выводы через первый резистор подключе- уу ни к источнику переменного напряжения, другая неподвижная обмотка индуктивного преобразователя соединена последовательно и встречно со вторичной обмоткой трансформатора и выводы их подключены ко входам электронного усилителе, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а выход электронного усилителя через второй резистор подключен к средней точке между вторичной обЗЗ моткой трансформатора и второй неподвижной обмоткой, На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит индуктивный преобразователь, включающий неподвижный броневой магнитопровод 1, неподвижные обмотки 2 и 3 и вращающуюся обмотку 4, трансформатор 5, выполненный на сердечнике, содержит пер43 вичную обмотку 6, вторичную обмотку

7, резистор 8, электронный усилитель

9, резистор 10, источник 11 переменного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии передаваемого сигнала во вращающейся обмотке 4 переменный ток, протекающий по первичной обмотке 6 трансформатора и неподвиж- М ной обмотке 2, наводит во вторичной . обмотке 7 трансформатора и неподвижной обмотке 3 ЭДС. Если числа витков

14 4 обмоток равны, то ЭДС наводимые во вторичной обмотке 7 трансформатора и в неподвижной обмотке 3, равны по величине, и результирующий сигнал на выходе электронного усилителя 9 равен нулю. Если числа витков обмоток не равны между собой, то выходной сигнал усилителя отличен от нуля, поэтому, используя известные методы, например, путем подачи дополнительного компенсирующего напряжения на один из входов, необходимо добиться нулевого выходного сигнала усилителя

9, Аналогичным образом устраняется смещение и по постоянному току.

При появлении во вращающейся обмотке 4 передаваемого медленно изменяющегося сигнала в неподвижном магнитопроводе 1 появляется магнитный поток, изменяющий его параметры.

Рабочая точка материала магнитопровода, перемагничиваемого постоянным и переменным полями, смещается, что приводит к изменению величины ЭДС, наводимой в неподвижной обмотке 3.

Соответственно на входе усилителя 9 появляется напряжение, которое усиливается усилителем и через резистор

10 прикладывается ко вторичной обмотке 7 трансформатора, приводя к протеканию через нее тока. Если усилитель 9 приближается к идеальному, т.е. коэффициент усиления его велик, а входное сопротивление стремится к бесконечности, то отрицателвная обратная связь через резистор 10 так меняет ЭДС вторичной обмотки трансформатора, что разность напряжений между входами усилителя 9 стремится к нулю.

Таким образом, ЭДС наводимая в неподвижной обмотке 3, остается неизменной, ток в обратной связи через вторичную обмотку 7 трансформатора изменяет ЭДС так, что она становится равной ЭДС неподвижной обмотки 3

Это возможно лишь в том случае, если ток обратной связи создает такую же намагничивающую силу, что и передаваемый медленно изменяющийся сигнал во вращающейся обмотке 4, и компенсирующую ее, так как ток об" ратной связи пропорционален пере-. даваемому сигналу. Если передаваемый сигнал является постоянным, то и ток обратной связи также является постоянным, если передаваемый сигнал медленно изменяется, то точно так же изменяется и ток обратной связи, 8861

Формула изобретения

5 изменяя положение рабочей точки сердечника трансформатора 5. Протекаю-. щий по резистору 10 ток обратной связи, создает на нем падение напряжения, которое является выходным сиг- З налом электронного усилителя и однозначно соответствует напряжению, приложенному к вращающейся обмотке 4.

Таким образом, выходной сигнал полностью определяется входным сигналом.

Изобретение позволяет повысить надежность и упростить конструкцию устройства.

Устройство для бесконтактной пе.редачи измерительных сигналов с вращающегося объекта, содержащее источник переменного напряжения, электронный усилитель и индуктивный преобразователь, состоящий из неподвижного броневого магнитопровода, вращающейся.обмотки, двух неподвижных обмоток, каждая из которых выполнена в виде двух соединенных согласно се..;ций, расположенных по обеим сторонам вращающейся обмотки, о т л и ч а ю— щ е е c a тем, что, с целью повышения надежности и упрошения конструк1 ции, введен трансформатор, причем одна из неподвижных обмоток индуктивного преобразователя соединена после" довательно с первичной обмоткой трансформатора и их выводы через первый резистор подключены к источнику переменного напряжения, другая неподвижная обмотка индуктивного преобразователя соединена последовательно и встречно со вторичной обмоткой трансформатора и выводы их подключены ко входам электронного уси" лителя, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а выход электронного усилителя через второй резистор подключен к средней точке между вторичной обмоткой трансформатора и второй неподвижной обмоткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1511637, кл. Н 01 и 31/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

-465689, кл. Н 01 R 31/00, 1975.

ВНИИПИ Заказ 10550/71

Тираж 637 Подписное

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