Устройство для передачи электрических сигналов Советский патент 1983 года по МПК G08C19/46 

Изобретение относится к информационноизмерительной технике и может быть использовано в машиностроении и энергетике для бесконтактной передачи электрических измерительных сигналов от тензорезистивных преобразователей, расположенных на вращающемся объекте.

Известны устройства для передачи электри-ческих сигналов, содержащие питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, ростоящие из статорной и роторной частей с размещенными на них соответственно неподвижными и, вращающимися обмотками, тензометрический мост, одна из диагоналей которого подключена к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а другая - к вращающейся обмотке передающего токосъемника, источник питания, выход которого соединен с.неподвижной обмоткой питающего токосъемника, и регистрирующий блок, подключенный к непод- вижной обмотке передающего токосъемника 1 .

Недостатком известных устройств является то, что для образования многоканального устройства необходимо увеличивать количество передающих токосъемников до числа измерительных каналов, в результате чего значительно увеличиваются осевые размеры устройства.

Наиболее близким к изобретению но технической сущности И достигаемому результату является устройство для передачи сигналов, содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, выполненные из статора и ротора с размещен.ными на них соответственно неподвижными и вращающимися обмотками, генератор, выход которого подключен к неподвижной обмотке первого тoкocъeм шкa, тензометрические мое- . ты по числу измерительных каналов, входы которых подключены к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а выходы соединены с соответствующими вращающимися обмотками передающего токосъемника, ротор которого выполнен из П-образных магнитопроводов, равномерно расположенных по окружности, а статор - из Н-образных ферромагнитных секторов, также равномерно расположенных по окружности, с размещенными на каждом из них неподвижными обмотками, синхронный коммутатор, входы которого соединены с соответствующими выводами неподвижных обмоток передающего токосъемника, и регистрирующие блоки, входы которых связаны с соответствующими выходами синхронного коммутатора 2.

Недостаток известного устройства заключае-тся в низкой точности передачи электрических сигналов резистивных преобразовате:11ей, обусловленной возникновением сигнала помелей в каждом из измерительных каналов, который накладывается на передаваемый измерйтельный электрический сигнал при вращении ротора передающего токосъемника. Возникновение сигнала помехи вызвано тем, что при вращении ротора полюса П-образных ферромагнитных магнитопроводов движутся вдоль Н-образных секторов статора, вследствие чего-, изменяется длина средней магнитной линии магнитопровода. Зависимость средней длины магнитной линии от положения П-образных магнитопроводов ротора относительно Н-образных секторов статора приводит к изменению величины магнитного сопротивления рассматриваемой депи, и, как следствие, к модулядии магнитного потока. Изменение магнитного потока, пронизывающего неподвижную обмотку, расположеную на П-образном секторе статора питающего токосъемника, приводит к возникновению ЭДС Помехи. Сигнал помехи смещивается в каждом канале с передаваемым электрическим сигналом резистивного преобразователя, что снижает точность его регистращ1и.

Целью изобретения является пов-ыщение точности передачи электрических сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для передачи электрических сигналов, содержащем питающий и передающий токосъемники трансформаторного типа, генератор, выход которого подключен к неподвижной обмотке питающего токосъемника, по числу измерительных каналов тензометрические мосты, входы которых подключены к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а выходы соединены с соответствующими вращающимися обмотками передающего токосъемника, ротор которого вьиюлнен из П-образных магнитопроводов, равномерно расположенных по окружности по числу измерительных каналов, а статор - из ферромагнитных секторов, равномерно расположенных по окружности по числу измерительных каналов и с размещенными на каждом из них неподвижными обмотками, : .синхронный коммутатор, входы которого соединены с соответствующими выводами неподвижных обмоток передающего токосъемника, а выходы - с входами регистрирующих блоков по числу измерительных каналов, секторы статора передаюа1его токосъемника выполнены S-образной формы, а оси катущек неподвижных обмоток статора расположены по касательной к окружности размещения секторов.

На фиг. 1 представлена конструквдя передающего токосъемника; на фиг. 2 - электрическая схема устройства.

Передающий токосъемник состоит из S-обратных ферромагнитных секторов 1, равномерно, расположенных по окружности токосъемника, с размещенными на их средней части 2 неподвижными обмотками 3, которые образуют его статор. Ротор передающего токбсъемника состоит из П-образных (ферромагнитных) магн топроводов 4, равномерно расположенных по окружности вала 5, с размещенными на них вращающимися обмотками 6. Между секторами 1 статора и магнитопроводами 4 ротора передающего токосъемника предусмотрен гарантированный зазор 7, обеспечивающий свободное вращение ротора относительно статора. Принципиальная злектрическая схема предлагаемого устройства, представленная на фиг. 2 , включае в себя генератор 8, питающий (бесконтактный) токосъемник 9 трансформаторного типа с неподвижной обмоткой 10 и вращающейся обмоткой 11, тензометрическне мосты 12, расположенные на вращающемся объекте 13,-пере дающцЯ (бесконтактный) токосъемник 14 тран форматорного типа с вращающимися обмоткам 6 и неподвижными обмотками 3, синхронный коммутатор 15 и регистрирующне блоки 16, причем количество тензометрических мостов 12 вращающихся обмоток 6, неподвижных обмоток 3 передающего токосъемника 14, а также регистрирующих блоков 16 равно числу измерительных каналов. Устройство работает следующим образом. Питание всех тензометрических мостов 12 осуществляется генератором 8 посредством питающего токосъемника 9. Вращающиеся -. обмотки 6 передающего токосъемника 14 подключены к измерительным диагоналям соответствующих тензометрических мостов 12, поэтому через зти обмотки протекают токи, пропорциональные величине разбаланса тензометрических мостов 12, вызванного изменением величины сопротивлений, включенных в его плечи тензорезисторов, из-за воздействия контролируемых параметров. Магнитный поток, возбуждаемый током разбаланса тензометрических мостов 12 в П-об-i разных магнитопроводах передающего токосъемника 14, замыкается через гарантированный зазор 7 и S-образные ферромагнитные сектора 1 статора. При зтом в неподвижных обмотках 3 передающего токосъемника 14 наводится ЭДС, величина которой пропорциональ на величине магнитного потока, замыкающегося в данный момент времени через магнитоПровод рассматриваемого канала. Синхронный коммутатор 15 работает синхро1шо с частотой вращения вращающегося объекта 13 и обеспечивает подключение неподвижных обмоток 3 передающего токосъемника 14 к входам соответствующих блоков 16 таким образом, чтобы в любой момент времени вход блока. 16 был подключен к неподвижной обмотке 3, размещенной на том S-образном сркторе 1 статора передающего токосъемника 14, через который в зтот момент времени замыкается магнит-, ная цепь П-образного магнитопровода, вращаю ;, щаяся обмотка 6 которого связана с тензомет.рическим мостом 12 соответствующего канала. Предлагаемая конструк1щя секторов статора передающего токосъемника позволяет повы сить тошость передачи электрических сигналов . тензометрических мостов, так как S-образная . форма ферромагнитных секторов статора передающего токосъемника обеспечивает постоянство длины срелЯей магнитной линии замкнутого магнитопровода, образованного указаннь1ми секторами и П.-образными магнитопроводами вращающегося ротора.. Независимость длины П}ти, по которому замыкается магнитный поток, и, как следствие, величины магнитного сопротивления рассматриваемой магнитной цепи от положения П-образных магшггопровоДОБ ротора относительно S-образных ферромагнитных секторов передающего токосъемника исключает возможность модуляции магнитно- . го потока, сцепленного с витками неподвижных обмоток, связанных через синхронный коммутатор с блоками регистрации. Это приводит к существенному снижению уровня помех, связанных с вращением ротора, амплитуда и частота которых возрастают при увеличении скорости вращения. Применение данного устройства позволяет осуществить регистрацию более слабых электрических сигналов тензодатчиков при более высокой частоте воздействующего динамического параметра, что необходимо, например, при контрое высокочастотных динамических деформаций лопаток компрессоров высокогй давления ГТД.

Фаг.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее питающий и передающий токосъемники трансформаторного типа, тенератор, выход которого подключен к неподвижной обмотке питающего токосъемника, по числу измерительных каналов тензометрические мосты, входы которых подключены к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а выхода1 соеданены с соответствующими вращающимися обмотками передающего токосъемника, ротор которого выполнен т П-образных магнитопроводов, равномерно расположенных по окружности пь числу измерительных каналов, а статор - из ферромагнитных секторов, равномерно расположенных по окружности по числу измерительных каналов и с размещенными на каждом КЗ них неподвижными обмотками, синхронный коммутатор, входы которого соединены с соответствующими выводами неподвижных , обмоток передающего токосъемника, а выходы с входами регистрирующих блоков по числу измерительных каналов, отлича.ющее с я тем, что, с целью повышения точности передачи электрических сигналов, секторы статора передающего токосъемника выполнены S-образной формы, а оси катушек неподвиж ных обмоток статора распрложены по касательной к окружности размещения секторов.