Устройство для бесконтактного измерения температуры вращающихся объектов
ОП ИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
)54) М. К11.з (22) Заявлено 141178 (21}2684903/18-.10 G 01 К 13/08 с присоединением заявки Нов Государственный комитет ССС P ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет Опубликовано 3003.82, Бюллетень Nо 12 153) УДК 536.53 (088. 8) Дата опубликования списания 300382 A.X. Марголин и С.Ф. Маг н i (,-ф .т. т / Специальное конструкторское бюр::.бижызической аппаратуры 2 (72) Авторы изобретения (73 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ EECKOHTAKTHOIО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ . Изобретение относится к измерению .температуры вращающихся объектов и может быть использовано преимущественно для измерения температуры роторов ультрацентрифуг. Известно устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее колебательный контур, находящийся в индивидуальной связи с колебательным контуром LC-генератора jlj. Недостатком этого устройства является низкая точность и ограниченный диапазон изменения частоты. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для бесконтактного измерения температуры, содержащее мостовую схему, в одно из плеч которой включена неподвижная катушка, связанная с подвижной катушкой, зашунтированной термозависимым элементом, усилитель,, включенный в одну из диагоналей этой схемы (2). Недостатками известного устройства являются его сложность обусловлен-. ная необходимостью использования дополнительного генератора, и недостаточная точность. Последнее обусловлено тем, что вследствие большого коэффициента связи между подвижной и неподвижной катушками, изменения параметров элементов усилительной части схемы вносятся в измерительный контур. Поэтому результат измерений будет зависеть не только от изменения температуры объекта, но и от изменений параметров всех элементов усилительной части схемы. Цель изобретения — повышение точности измерений при одновременном упрощении устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве между неподвижной катушкой. и входом усилителя включен постоянный резистор, а в смежное относительно этого входа плечо мостовой схемы включен переменный резистор причем в качестве термозависимого элемента использован конденсатор. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит колебательный контур 1, состоящий из термочувствительного конденсатора 2 и стабильной. катушки 3 индуктивности, находящейся в индивидуальной связи с неподвижной катушкой 4, мостовую схему, состоящую из резисторов 5-9 и диф917005 ференциального усилителя 10. В одно из плеч мостовой схемы последовательно с резистором 7 включена индуктивность 4, конденсатор 2 и индуктивностьь 3, установленные í à ро торе ультрацентрифуги. Перечисленные элементы образуют схему генератора, частота которого синхронизируется указ анным контуром. Устройство работает следующим образом. 10 Через делитель на резисторах 8 и 9, образующих плечи моста, осуществляется отрицательная обратйая связь, а через делитель напряжения, состоящий из резисторов 5 и 6, а также резистора 7 и Йндуктивности 4, находящейся в индуктивной связи с колебательным контуром 1, осуществляется положительная обратная связь. Изменяя величину резистора 6, можно максимально приблизить значение коэффициента положительной обратной связи к значению коэффициента отрица- тельной обратной связи. При этом значение коэффициента усиления стремится25 к бесконечности. При выполнении этого условия даже незначительные по амплитуде колебания, возникающие в контуре 1, будут усиливаться и обеспечивать условия возникновения незатухающих колебаний. При этом часть энергии этих колебаний будет передаваться в контур 1 через цепь, состоящую из резисторов 5-7 и индуктивности 4. В результате в контуре 1 будет поддерживаться незатухающие колебания, частота которых определяется резонансной частотой контура 27 LC 40 где С вЂ” емкость термочувствительного конденсатора 2; — индуктивность катушки 3.. В свою очередь, частота генератора синхронизируется частотой коле- 45 бательного контура 1. В этом случае частота сигнала на выходе усилителя 10 становится близкой к резонансной частоте f>q контура 1. Поскольку ем0 кость термочувствительного конденсатора 3 зависит от температуры вращающегося объекта, то резонансная частота контура, а следовательно, и частота генератора определяются измеряемой температурой объекта. При этом для обеспечения бесконтактного измерения температуры необходимо наличие зазора между катушками индуктивности 3 и 4. Например, при использовании устройства в препаративной ультрацентрифуге этот зазор со- @ ставляет 2-3 мм. С другой стороны, наличие зазора приводит к существенному снижению коэффициента связи между индуктивностями 3 и 4. Благодаря этому повышается стабильность частоты генерации. Действительно, при большом коэффициенте связи добротность контура 1 снижается из-за внесения в этот контур эквивалентного сопротивления усилительной части схемы. Снижение добротности контура увеличивает влияние дрейфа параметров элементов усилительной части схемы (например, резисторов моста и усилителя)на резонансную частоту контура, а следовательно, и на частоту генератора, синхронизируемого этим контуром. Практически величина коэффициента связи между катушками составляет от 0,05 до 0,.1;. Благодаря низкому значению коэффициента связи частота генерации определяется только параметрами элементов контура 1, расположенными на роторе. Влияние остальных элементов схемы а также относительного смещения катушек 3 и 4 пренебрежимо мало. Это и обеспечивает повышение точности измерений. Введение в JJcrpoACTBO постоянного и переменного резисторов., первый из которых включен последовательно с неподвижной катушкой, а второй — последовательно с резистором другого п ча мостовой схемы,. к диагонали которой. подключен выход усилителя, позволило упростить схему генератора, так как в этом случае не.требуются дополнительные генератор, трансформатор и усилитель. Формула изобретения Устройство для бесконтактного из мерения температуры вращающихся объектов, преимущественно роторов центрифуг„ содержащее мостовую схему,. в одно из плеч которой включена неподвижная катушка, связанная с подвижной катушкой, зашунтированной термозависимщ элементом, усилитель, включенный в одну из диагоналей этой схемы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном упрощении устройства, в нем между неподвижной катушкой и входом усилителя включен постоянный резистор, а в смежное относительно этого входа плечо мостовой. схемы включен переменный резистор, причем в качестве термозависимого элемента использован конденсатор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Cl6A Р 3391576, кл. 73-351, 1968. 2. Самбурский A.È., Новик В.К. Бесконтактные измерения параметров вращающихся объектов. М., Машиностроение, 1976, с. 22, рис. 13. 9 17005 Составитель В. Мухина Техред gj. дч Корректор У. Пономаренко Ред ак тор И . Тыкей Заказ 1Ç75/60 Тираж 883 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, УЛ. Проектная, 4
