Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов

 

С.С. Торопов, В.Ф. Проценко, О.Б. Жаворонкова---.. и В.С. Захарин

j s;

Уфимский авиационный институт им. Орджоникид е (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАИИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров (деформаций, давления, вибраций и др.) вращающихся объектов с помощью бесконтактных токосъемников трансформаторного типа и резистивных преобразователей, располагаемых на вращающемся объекте.

Известно устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающие бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, генераторы высокой и низкой частот, диодные выпрямители и тензомосты, расположенные на вращающемся объекте, передающий бесконтактный токосъемник трансформаторного типа, частотные сепараторы, усилители и регистрирующий блок ) 1 1.

Недостатком устройства является значительная температурная погрешность измерения динамических парамет2 ров вращающихся объектов, обусловленная зависимостью активного сопротивления обмоток бесконтактных токосъемников от изменения температуры окру жающей среды.

Наиболее близким к изобретению ло технической сущности является устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, го содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, тензометрический мост, располагаемый на вращающемся объекте, одна диагональ кото15 рого соединена с вращающейся обмоткой питающего токосъемника, а другая диагональ подсоединена к вращающейся обмотке передающего токосъемника, регистрирующий блок, вход которого соединен с неподвижной обмоткой передающего токосъемника, генератор прямоугольного напряжения, . усилитель постоянного тока с диффе949334 ренциальным входом, к инверсному входу которого подключена обмотка обратной связи, размещенная в статоре питающего токосъемника, к прямому входу подключен выход генератора прямоугольного напряжения, а выход усилителя присоединен к первичной обмотке питающего токосъемника 2 .

Недостатком известного устройства для измерения динамических параметров вращающихся объектов является зависимость точности измерения динамических параметров вращающихся объектов от изменения активного сопротивления вторичной цепи, размещенной на вращающемся объекте, под влиянием температуры окружающей среды.

Цель изобретения - повышение точности измерения динамических парамет. ров вращающихся объектов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для иэмерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного. типа, тензометрический мост, располагаемый на вращающемся объекте, одна диагональ которого соединена с вращаюУ щейся обмоткой питающего токосъемника, а другая диагональ подсоединена к вращающейся обмотке передающего токосъемника, регистрирующий блок, вход которого соединен с неподвижной обмоткой передающего токосъемника, генератор прямоугольного напряжения; усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, к инверсному входу которого . подключена обмотка обратной связи, размещенная в статоре питающего токосъемника, а выход усилителя присоединен к первичной обмотке питающего токосъемника, снабжено регулируемым усилителем, включенным между выходом генератора прямоугольного напряжения и прямым входом усилителя постоянного тока, задатчиком опорного напряжения, блоком сравнения, параллельно включенными нагрузочным сопротивлением и дополнительной обмоткой, размещенными в статоре питающего токосъемника, один общий вывод которых соединен с общим проводом, а второй - с первым входом блока сравнения, второй вход блока сравнения соединен с эадатчиком опорного напряжения, а выход5 о ть ю

25 зо

50 с управляющим входом регулируемог усилителя.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения динамических параметров вращающихс объектов.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 прямоугольного напряжения, регулируемы усилитель 2 и усилитель 3 постоянного тока с дифференциальным входом, питающий бесконтактный токосъемник 4 трансформаторного типа с первичной обмоткой 5, обмоткой 6 обратной связи, параллельно включенными нагрузочным сопротивлением 7 и дополнительной обмоткой 8,размещенными в статоре питающего токосъемника 4, и с вращающейся обмоткой 9, размещенной на вращающемся объекте 10, тензометрический мост

11, также размещенный на вращающем— ся объекте 10, передающий бесконтактный токосъемник 12 трансформа- торного типа с вращающейся обмоткой

13 и неподвижной обмоткой 14, регистрирующий блок 15, задатчик 16 опорного напряжения и блок 17 сравнения, входы которого соединены с дополнительной обмоткой 8 и выходом задатчика 16 опорного напряжения, а выход — с управляющим входом регулируемого усилителя 2.

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов работает следующим образом.

Генератор 1 прямоугольного напряжения, усилитель 3 постоянного тока с дифференциальным входом, первичная обмотка 6 обратной связи, соединенные указанным образом, формируют в первичной обмотке 5 питающего токосъемника 4 линейно нарастающий ток. При этом во вращающейся обмотке 9 и дополнительной обмотке 8 индуктируются постоянные по величине ЭДС в течение интервалов времени Ьt, заведомо большего периода низшей гармоники контролируемого динамического параметра.

Напряжение с вращающейся обмотки 9 питающего токосъемника поступает на одну из диагоналей тензометрического моста 11, размещенного на вращающемся объекте 10. Разбаланс моста 11 под действием контролируемого динамического параметра приводит к возникновению тока в его измерительной диагонали, протекающего через вращающуюся обмотку 13 передающего токосъем949334 ника. Индуктированный в неподвижной обмотке 14 передающего токосъемника сигнал, пропорциональный величине разбаланса тенэометрического моста

11, а, следовательно, и величине контролируемого динамического параметра, фиксируется регистрирующим блоком 15. Изменение температуры окружающей среды вызывает изменение активного сопротивления обмотки 9, а, следовательно, и изменение тока в плечах тензометрического моста 11.

Это ведет к изменению уровня выходного сигнала в измерительной диагонали тензометрического моста 11. при одинаковом уровне контролируемого параметра. Аналогичная зависимость активного сопротивления дополнительной обмотки 8 от температуры приводит к изменению напряжения, снимаемого с нагрузочного регистра, которое подается на блок 7 сравнения. На другой вход блока 17 сравнения поступает стабилизированное напряжение с задатчика 16 опорного напряжения.

Разностный сигнал с блока 17 сравнения поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 2, изменяет напряжение на его выходе и, соответственно, напряжение во вращающейся обмотке 9 и дополнительной обмдтке 8, компенсируя возникшую температурную погрешность.

Таким образом, повышается точность измерения динамических параметров вращающихся объектов за счет питания тензометрического моста постоянным током, величина которого поддерживается постоянной при из. менениях температуры окружающей среды в широком диапазоне. Это позволяет применять предлагаемое устройство в различных областях техники . (двигателестроении, турбостроении и т.д.), на объектах, где температура окружающей среды в месте установки устройства для измерения динамит ческих параметров вращающихся объектов может существенно измениться в процессе измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, тензометрический мост, располагаемый на вращающемся объекте, одна диагональ которого сое10 динена с вращающейся обмоткой питающего токосъемника, а другая диагональ подсоединена к вращающейся обмотке передающего токосъемника, регистрирующий блок, вход которого соединен с

15 неподвижной обмоткой передающего токосъемника, генератор прямоугольного напряжения, усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, к инверсному входу которого подключена

2о обмотка обратной связи, размещенная в статоре питающего токосъемника, а выход усилителя присоединен к первичной обмотке питающего токосъемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено регулируемым усилителем, включенным между выходом генератора прямоугольного напряжения и прямым входом усилителя постоянно5В го тока, задатчиком опорного напряжения, блоком сравнения, параллельно, включенными нагрузочным сопротивлением и дополнительной обмоткой, :размещенными в статоре питающего токо съемника, Один ОбщиЙ вывОД кОтОрых соединен с общим проводом, а второй с первым входом блока сравнения, второй вход блока сравнения соединен с задатчиком опорного напряжения, а

40 выход - с управляющим входом регулируемого усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

N 175695, кл. G 01 L 45/02, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР, по заявке N 2770907/18-21, кл. Н О1 R 39/00, 1979 (прототип).

949334

Заказ 572 /23 Тираж 1

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель И. Курбатов

Редактор A. Шишкина Техред М.Рейвес Корректор Н. Король