Устройство для измерения параметров на вращающихся валах Советский патент 1983 года по МПК G01L3/24 G01B7/16 G01L3/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может . испольэовано для измерения параметров физических величин на вращающихся валах, например деформаций, температуры, давления и т.д. Известно устройство для измерения параметров на вращаю1дихся валах, состоящее из нескольких измерительных тензорезисторных мостовых цепей с импульсным питанием, выходные сигналы которых запоминаются и поочередно преобразуются преобразова телем во времяимпульсные сигналы,кото рые также поочередно передаются по к налу связи к стационарным блокам уст роЯства 1 . Недостатком известного устройства является низкое быстродействие. Наиболееблизким к предлагаемому является устройство для измерения па раметров на вращающихся валах, содер жащее ста1щонарную и вращающуюся час ти, связанные измерительным каналом и каналом питания, который выполнен D виде трансформатора со стационарно и вращающейся обмотками, причем стационарная часть содержит два преобра зователя параметров времяимпульсных сигналов в напряжение, элемент НЕ и источник переменного тока, подключенньой к стационарной обмотке трансформатора, а вращающаяся часть содер )хит два измерительных преобразователя, из которых содержит резис торныП преобразователь и формирова- тель времяимпульсных сигналов, и которые подключены к вращающейся обмот трансформатора через последовательную цепочку из выпрямителя и стабили затора (2j . Однако это устройство также имеет недост аточ ное быстродей ст ви е в ел ед ст вие последовательного взаимодействия измерительных преобразовател ей. Цель изобретения - повьнление быст родействия, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения параметров на вращающихся валах, содержащем стационарную и вращаюиуюся час ти, связанные измерительным каналом и каналом питания, который выполнен в виде трансформатора со стационарно и вращающейся обмотка1ли,причем стационарная часть содер;: ит два преобра зователя параметров времяимпульсных сигналов в напряжение, элемент НЕ и источник перег енного тока, подключенный к стационарной обмотке .трансформатора, а вращающаяся часть содер жит два измерительных преобразователя, каждый из которых содержит реэисторный преобразователь и формирователь времяимпульсных сигналов, которые подключены к вращающейся обмот ке трансформатора через последовательную цепочку из выпрямителя и ста билизаторг, на вращающейся части yc-i тановлены два токостабилизирующих элемента, а на стационарной части усилитель, три потенциальных ключа, элемент И и элемент ИЛИ, при этом измерительный канал образован фотопарой, содержащей светодиод, распооженной на вращающейся части, и фотодиод, установленный на стационарной части и подключенный через усилитель к входам потенциальных ключей, выход одного из которых подключен к входу одного преобразователя параметров времяимпульсных сигналов в , напряжение и через элемент НЕ - к одному входу элемента И,к BTOPONV входу которого подключен выход второго потенциального ключа, а к выходу элемента И подключен один вход эле-. мента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход третьего потенциального ключа, а к выходу - вход второго преобразователя параметров времяимпульсных сигналов в напряжение, причем выходы измерительных преобразователей через соответствующие токостабилизирующие элементы подключены к светодиоду. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства . Устройство состоит из источника 1 переменного тока, стационпрной обмотки 2 вращающегося трансформатора 3, вторичной обмотки 4 вращающегося трсшсформатора выпpя 1итeля Ь, стабилизатора 6, первого формирователя 7 времяимпульсних сигналов, первой мостовой цепи 8, второго формирователя 9 времяимпульсных сигналов, второй мостовой цепи 10, двух токостабилизирующих элементов 11 и 12, светодиода 13, фотодиода 14, согласующего усилителя 15, трех потенциальных ключей ISIS, схемы И 19, схемы НЕ 20, схемы ИЛИ 21 и двух преобразователей 22 и 23 времяимпульсных сигналов в напряжение. Источник 1 переменного тока связан через стационарную 2 и вращающуюся обмотку 4 трансформатора 3 с последовательно соединенныг.да выпрямителем 5 и-стабилизатором 6. К выходу стабилизатора 6 подключены цепи питания формирователей 7 и 9 времяимпульсных сигналов, входы которых соединены с мостовыми цепями 8 и 10, содержащими чувствительные элементы измеряемых параметров, например тензорезисторы. Выходы преобразователей 7 и 9 через токостабилизирукщие элементы 11 и 12 подключены к светодиоду 13. Фотодиод 14, установленный соосно со светодиодом 13, через согла сующий усилитель 15 связан с входа- мн потенциальных ключей 16-18. Выход первого потенциального ключа 16 соединен с первым входом схеми И 19, выход второго потенциального ключа 17 соединен с.входом первого преобразователя 23 времяимпульсних сигналов в, напряжение, и через схему НЕ 20 - свторым входом схемл И 19, .выход схемы И 19 и выход третьего потенциального ключа 18 соединены через схему ИЛИ 2Х с входом второго преобразователя 22 времяимпульсных сигналов в напряжение. Напряжение с выхода источника 1 переменного тока подается через вра щающийся трансформатор 3 на вход вы прямителя 5 и затем стабилизируется в стабилизаторе 6. Выходное напряжение стабилизатора б используется :для питания формирователей 7 и 9 вр ияимпульсных сигналов. Под воздействием измеряемых параметров на чувствительные элементы мостовых цепей 8 и .10 последние изменяют свое сопротивление, что приводит к изменению временных параметров импульсов на выходе формирователей. 7 и 9. Во время действия выходного импульса первого формирователя 7 вре1 импульсных сигналов формируется импульсВ токостабилизирующем элементе 11, во время импульса с выхода второго формирователя 9 времяимпульсных сигналов формируется импульс тока в стабилизирующем элегленте 12, причем амплитуда тока в токостабилизируюадем элементе 12 больше, чем агиплитуда тока в токостабилизирующем элементе 11, например в два раза. Импульса тока, поступающие на светодиод 13, вызывают различное по яркости свечение. В рассматриваемом случае импульсы от токостабилизирующего элемента 11 вызывают один уровень яркости свече ния светодиода 13, под действием ю4пульсов токостйбилизирующего элемента 12 яркость свечения удваивает ся, а при совпадении во время импул са такостабнлизирующих элементов 11 и 12 яркость сяючения утраивает ся. На стационарной части устройства BcnijuiKH светодиодов 13 воспринимают ся фотодиодом 14. Ток фотодиода 14 усиливается в согласующем усилителе 15 и его выходное напряжение пропор ционально яркости свечения светодио да 13. Потенциальные ключи 16-18 настроены на отличные друг от друга пороги срабатывания. Первый потенци альный -ключ 16 настроен на напряжение срабатывания, соответствующее яркости свечения светодиода 13 в том случае, когда на светодиод 13 п поступает импульс тока только от то костабилизирующего элемента 11. Вто рой потенциальный ключ 17 настроен на напряжение срабатывания, соответствующей яркх)сти свечения светодиода| 13 в том случае, когда на светодиод 13 поступает импульс тока только от гокостабилизирующего элемента 12. . В рассматриваемом примере напряжения срабатывания потенциальных ключей 16 и 17 соответственно равны V и 2V, Значение напряжения выбрано в середине диапазона изменения выходного напряжения на выходе согласующего усилителя 15 при воздействии на светодиод 13 импульса от токостабилизирующего элемента 11. Третий потенциальный ключ 18 имеет порог срабатывания 3V , соответствующий одновременной подаче импульсов от токостабилизируищих элементов 11 и 12 на светодиод 13. В том случае, когда на светодиод 13 поступают импульсы только от стабилизирукхцего элемента 11, период которых функционально связан с первой измеряемой величиной, Происходит формирование логической1 на выходе потенциального ключа 16. На выходе потенциального ключа 17 удерживается логический О, поэтрму на выходе схемы И 19 появляется и через схему ИЛИ 21 происходит запуск преобразователя 22 врегляимпульсных сигналов в напряжение, выходное напряжение которого функционально связано с первой измеряемой величиной. Запуск преобразователя 23 времяимпульсных сигналов в напряжение не осуществляется, так как на выходе потенциального ключа 17 имеется логический о1 В том случае, когда на светодиод 13 поступают импульсы только от токостабилизирующего элемента 12, период которых функционально связан с второй измеряемой величиной, происходит формирование логической единицы на выходах потенциальных ключей 16 и 17.Логическая единица с выхода потенциального ключа 17 запускает преобразователь 23 времяимпульсных сигналов в напряжение, выходное напряжение которого функционально связано с второй измеряемой величиной. Логическая единица с выхода потенциального ключа 16 не вызывает запуск преобразователя 22 времяимпульсных сигналов в напряжение, так как на второй вход схемы И 19 поступает логический ноль с выхода схемы НЕ 2 О. В там случае, когда на светодиод 13 поступают оба импульса от токостабилизирующих элементов 11 и 12 срабатывают все три потенциальных ключа 16-18 и происходят .запуски двух преобразователей 22 и 23 времяимпульсных сигнёшов в напряжение и, таким .образом, однрвременно форгшруются выходные напряжения, функцио

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НА ВРАЩАЮЙ ХСЯ ВАЛАХ, содержащее стационарную и вращак11уюся части, связанные измерительные каналом и каналом питания, который выполнен в виде трансформатора со стационарной и вращающейся обмотками, причем стационарная часть содержит два преобразователя параметров времяимпульсных сигналов в напряление, элемент НЕ и истЬчник переменного тока, подключенный к стационарной обмотке трансформатора, а вращающаяся часть содержит два измерительных преобразователя, каждый из которых содержит резисторный преобразователь и формирователь времяимпульсных сигналов, которые подключены к вращающейся обмотке трансформатора через последовательную цепочку из выпрямителя и стабилизатора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, на вращающейся части установлены два токостабилизируищих элемента, а на ста1и онарной части - усилитель, три потенциальных ключа, элемент И и элемент ИЛИ, при этом измерительный канеш образован фотопарой, содержащей светодиод, расположенный на вращающейся части, и фотодиод, установленный на стационарной части и подключенный через усилитель к входам потен1фальных ключей, выход одного из которых подключен к входу одного преобразователя параметров вpeмяи шyльcныx сигналов в напряжение и через элемент НЕ - к (Л одному входу элемента И, к второму входу которого подключен выход второго потенциального ключа, а к выходу элемента И подключен один вход элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход третьего потенциального ключа, ai к эыходу вход второго преобразователя параметров времяимпульсных пигналов :л в напряжение, причем выходы измерительных преобразователей через со;о ответствующие токостабилизиру1ччие 4i элементы подключены к светоДиоду. ел 42а