Устройство для измерения скоростей вращения валов электродвигателей Советский патент 1985 года по МПК G01P3/48 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения частот вращения валов различных агрегатов.

Целью изобретения является повышение точности измерения частоты вращения валов двигателей на переходных режимах, а также уменьшение времени измерения.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит приемно-передающую антенну 1, генератор 2 СВЧ энергии, смеситель 3, полосовой перестраиваемый фильтр А, усилитель 5 с АРУ, фазовый детектор 6, синхронный детектор 7, управляемый ФНЧ 8, управляемый генератор 9 опорной частоты, частотомер 10, бло 11 ввода коэффициента деления, делитель 12 частоты на п , фазовращатель 13 на 90 , индикатор 14 уровня отфильтрованной гармоники, блок 15 управления частотой среза ФНЧ и звуковой индикатор- 16.

. Устройство работает следующим образом.

СВЧ сигнал с выхода генератора 2 поступает в приемо-передающую антенну 1, которая излучает СВЧ энергию в сторону вращающегося объекта. При отражении СВЧ энергии от вращающегося объекта происходит модуляция СВЧ сигнала. Промодулированный СВЧ сигнал принимается той же антенной и поступает на смеситель 3, куда подается и сигнал с генератора 2. В результате перемножения излученного и отраженного сигналов вьщеляются продукты модуляции низкой частоты, кратные, частоте вращения . Далее низкочастотный сигнал поступает на полосовой фильтр 4, с помощью которого задается диапазо измерения частот вращения и улучшае ся соотношение сигнал-шзт. С выхода полосового фильтра сигнал подается на усилитель с АРУ,.где он нормируется по амплитуде. С выхода усилителя с АРУ сигнал поступает на звуковой индикатор 16, фазовый детектор 6 и синхронный детектор 7, Звуковой индикатор необходим для того, чтобы оператор правильно выбрал дальность до измеряемого объекта по наличию и тональности звука. На второй вход фазового де022

тектора 6 через делитель 12 частоты на п подается сигнал с управляемого генератора 9 опорной частоты. При совпадении частоты на выходе делителя 12 частоты на Я с частотой одной из спектральных составляющих происходит захват последней на автосопровождение. При этом фазовьй детектор 6 через управляемый ФНЧ 8 управляет частотой генератора 9 опорной частоты, поэтому частота генератора в ц раз вьше частоты захваченной сюставляющей. Частота среза управляемого ФНЧ 8

задается с помощью блока 15 управления частотой среза таким образом, что при увеличении частоты на выходе делителя 12 частоты на h происходит пропорциональное расширение полосы пропускания управляемого ФНЧ 8 и наоборот, что приводит к улучшению динамических характеристик системы ФАПЧ, в результате повьшается надежность слежения

при резких изменениях частоты вращения. Кроме того, облегчается и ускоряется процесс настройки на нужную спектральную составляющую при высоких частотах вращения. Это

объясняется тем, что при расширении полосы пропускания ФНЧ 8 увеличивается ширина полосы захвата системы ФАПЧ.

Делитель 12 частоты на rj предназначен для повышения точности измерения низких частот вращения. С его помощью происходит, умножение системой ФАПЧ частоты сигнала в h

раз.

Уровень спектральной составляющей измеряется и оценивается с по, мощью синхронного детектора 7 и индикатора 14 уровня отфильтрованной

гармоники. Сигнал на второй вход синхродетектора подается с выхода делителя 12 частоты на h через фазовращатель 13 на 90 . С помощью синхродетектора 7 опредепяется настройка системы ФАПЧ на максимальную по величине гармонику спектра, частота ,которой, как показано в основной заявке, соответствует лопаточной гармонике, т.е. равна частоте

вращения вала, умноженной «а количество лопаток на валу.

После захвата на автосопровождение показания частотомера 10 соответствуют числу i вр п- Ц где -1 вр частота вращения исследуемого объекта; п - постоянный коэффициент деления делителя на п i N - по рядковый номер гармоники, д.пя периодической структуры N г fT). к (k количество лопаток, m 1, 2, 3...)

Блок 11 ввода коэффни1иеита деления, с помощью которого задается коэффициент деления, равный числу лопаток на измеряемом объекте, позволяет привести показания частотомера к истинному значению частоты вращения вала.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ ВАЛОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ по авт.св. № 1045128, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия, в него дополнительно введен блок управления частотой среза, причем нижних частот выполнен управляемым, а блок управления соединен входом с выходом делителя частоты на и , а выходом - с входом управления фильтра нижних частот. (Л