Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта Советский патент 1986 года по МПК G01D5/12 

тор 2, Токосъемник 1 состоит из рютора 5 на валу 6 и статора 7. Ротор 5 состоит из размещенных соосно с валом внутреннего 8 и внешнего 9 полых цилиндров, соединенных по торцам плоскими кольцами 10, 11, статорныя часть разделена на две симметричные части диамагнитной диэлектрической шайбой 21. Обмотка модуляции 22 расположена в статорной части и состоит из двух секций 23, 24, включенных между собой последовательно и встречно и расположенных каждая внутри внешнего полого цилиндра 9 между средним и соответствующим ей крайним плоскими кольцами 10, П, сигнальная 12 и измерительная 13 обмотки расположены внутри роторной части между внешним и внутренним полыми цилиндрами, кроме того, дополнительно введенный вращающийся трансформатор 2 содержит вра1цающуюся периичиую обмотку, выводы которой соединены с выводами первой вращающейся обмотки 31 и статор с расположенной в нем неподвижной вторичной обмотки 32, при этом все обмотки коаксиальны с валом, роторные части также разделены диамагнитной диэлектрической шайбой. Кроме того, толщина стенки внешнего полого цилиндра ротора магнитомодуляционного Локосъемника в 3-5 раз меньше толщины стенки внутреннего полого цилиндра того же ротора. Исключение воздушного зазора на пути информационного магнитного потока, управляющего потоком модуляции, пронизывающего вращающуюся измерительную обмотку 13, приводит к существенному увеличению чувствительности преобразователя . 2 ил.

Изобретение относится к .информационно-измерительной технике и предназначе 1О для нередачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся объектов в условиях повышенной температуры. Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь содержит магнитомодуляционный токосъемник I, вращающийся трансформа(Л |к 1СЛ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся объектов в условиях повышенной температуры.

Цель изобретения - повьш1ение чувствительности преобразователя.

На фиг. 1 схематически показан преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся объектов, разрез; на фиг. 2 - электрическая схема соединения обмоток преобразователя.

Преобразователь состоит из магнитомодуляционного токосъемника 1 и вращающегося трансформатора 2, отделенных один от другого неподвижной 3 и вращающейся 4 диэлектрическим диамагнитными шайбами. Магнитомодуляциошшй токосъемник 1 состоит из ротора 5, расположенного на валу 6, и статора 7. Ротор 5 состоит из соосных с валом 6 внутреннего 8 и внешнего 9 полых цилиндров, соединенных между собой с торцов соосными с валом б плоскими кольцами 10 и 11. Толщина стенки внешнего цилиндра 9 в

3-5 раз меньше толщины стенки внутреннего цилиндра 8. На внутренний цилиндр 3 намотана сигнальная обмотка 12, выводы которой подсоединены fк источнику медленно изменяющегося измерительного сигнала (не показан), расположенного на вращающемся объекте, и измерительная обмотка 13. Статор 7 магнитомодуляционного токосъемника 1 состоит из двух крайних 14 и 15 и одного равноудаленного от них среднего 16 плоских колец, соединен- . ных между собой по внешней кромке BHemHitM полым 11;илиндром 17,

свалом 6, и внутреннего коаксиального полого цилиндра 18, внешняя поверхность которого соединена с внутренней кромкой среднего кольца 16, при этом статор 7 разделен на две симметричные части 19 и 20 диамагнитной диэлектрической шайбой 21.

Обмотка 22 модуляции состоит fia двух идентичных 23 и 24, включенных между собой последовательно и встречно и расположенных внутри внешнего полого цилиндра 17 статора 7 так, что каждая из них находится между средним 16 и соответству1ощим ей крайним 14 или 15 Шоскими кольцами.

Вращающийся трансформатор 2 содержит статорную часть 25, состоящую из двух идентичных плоских колец 26 и 27, соединенных по внешней кромке полым коаксиальным с валом 6 цилиндром 28, и роторную часть 29, представляющую собой расположенную на валу 6 ферромагнитную вставку 30 с намотанной на нее первичной обмоткой 31, выводы которой соединены с выводами вращающейся измерительной обмотки 13. Напорная вторичная обмотка 32 транссЬорматора 3 расположена внутри полого цилиндра 28 в статорной части 25 вращающегося трансформатора 2. Оси вращения всех обмоток 12, 13, 23, 24, 31 и 32 совпадают с осью вращения вала 6,

Преобразователь работает следующим образом.

При наличии тока модуляции в обмотке 22 модуляции (секции 23 и 24) магнитный поток, вызванный этим током в секции 23, замыкается по части статора 7 магнитомодуляционпого токосъемника 1 (внутренний полый цилиндр 18, среднее плоское кольцо 16, участок внешнего полого цилиндра 17 меясду крайним 14 и средним 16 плоскими кольцами, крайнее плоское кольцо 14) и через воздушные зазоры между крайним плоским кольцом 14 статора 7 и плоским кольцом 10 ротора 5 и между внутренним полым цилиндром 18 статора 7 п внешним полым цилиндром 9 ротора 5 по ротору 4 магнитомодуляционного токосъемника I. При этом часть потока, вызванного током модуляции в секции 23 обмотки 22 -модуляции, проходит по внешнему полому цилиндру 5 и плоскому кольцу 10 и охватывает вращающуюся измерительную обмотку 13, а другая часть потока, . вызванного током модуляции в секции 23, проходит по внешнему полому цилиндру 9, плоскому кольцу 11, внутреннему полому цилиндру 8, плocкo ry кольцу 10 и, таким образом охватывает вращающуюся измерительную обмотку 13.

Магнитный поток, вызванный током модуляции в секции 24, замыкается по другой части статора 20 (внутренний польм цилиндр 18, среднее плоское кольцо 16, участок внешнего полого цилиндра 17 между крайним 15 и сред671584

ним 16 1ШОСКИМН кольцами, крайнее плоское кольцо 15) и через воздушные зазоры между крайним плоским кольцйм 15 и плоским кольцом 11 и между 5 внутренним полым цилиндром 18 статора 7 и внешним полым цилиндром 9 ротора 5 по статору 7 магнитомодуляционного токосъемника I. При этом часть потока, вызванного током моду10 ляции в секции 24 обмотки модуляции, проходит по внешнему полому цилиндру 9 и плоскому кольду 11 и не охватывает вращающуюся измерительную обмотку 13, а другая часть потока, выз15 ванного током модуляции в секции 24, проходит по внешнему полому цилиндру 9, плоскому кольцу 10, внутреннеNfy полому цилиндру 8, плоскому кольцу 11 и охватывает вращающуюся изме-л 20 рительную обмотку 13. При этом в сиду того, что секции 23 и 24 обмотки 22 модуляции идептичны и включены между собой последовательно и встречно, магпитные потоки, вызванные тока5 ми в этих секциях также одинаковы по CBoeii величине , При отсутствии тока в сигнальной обмотке 12 результирующий магнитный поток во внутреннем полом цшпшдре 8 равен нулю, то ЭДС

0 во вращающейся измерительной обмотке 13 не возникает. При этом магнит- ный поток, вызванный током модуляции в секции 23 обмотки 22 модуляции и про гекающш по внешне г/ полому ци5 линдру 9, суммируется с магнитным потоком, вызванным током модуляции в секции 24 обмотки 22 модуляции. В результате взаимодействия этих двух потоков происходит периодическое на0 сьш1ение стенки внешнего полого цилиндра 9, при этом относительная величина магнитных потоков от каждой секции 23 и 24 обмотки 22 модуляции, протекающих по внутреннему полому

цилиндру 8, увеличивается. Результируюш.ий же поток остается равным ну-, лю, ЭДС во вращающейся измерительной обмотке 13 не возникает.

При появлении тока от источника медленно изменяющегося сигнала в сигнальной обмотке 12, в роторе 5 возникает информативный магнитный поток. Этот поток замыкается по стенке внутреннего полого цилиндра 8, плоскому кольцу 10, внешнему полому цилиндру 9 и кольцу 11. Таким образом, на пути информативного магнитного потока воздушного зазора прин51

ципиал-ьно-не существует. При взаимодействии информативного потока с потокаш, вызванными током модуляции в секциях 23 и 24 обмотки 22 модуляции, меняется момент насыщения разных участков стенки внешнего полого цилиндра 9. Участок, на котором направление информативного магнитного потока совпадает с направлением суммарного магнитного потока модуляции,

созданного током в секциях 23 и 24 обмотки 22 модуляции, насыщается раньше, чем участок, на котором направление информативного мапштного потока и суммарного потока модуляции встречное. Б результате этого нарушается равенство встречных переменных магнитных потоков, протекающих во внутреннем полом цилиндре 8, вызванных током в секциях 23 и 24 и охватывающих вращающуюся измерительную обмотку 13. При ртом, если раньше насытится участок внешнего полого цилиндра 9, ближний к плоскому кольцу 10 ротора 5, то основная часть потока, вызванного током модуляции в секции 23, будет протекать по участку внешнего полого цилиндра 9, ближнего к плоскому кольцу 11, по njiocKObiy кольцу 11 , внутреннему полому цилиндру 8 и плоскому кольцу 10 т.е. почти полностью пронизывать вращающуюся измерительную обмотку 13 в то время как магнитный поток, вырванный током модуляции в секции 24, напротив, будет почти полностью проходить но участку внешнего полого цилиндра 9, блliжнeгo к плоскому кольцу 11 и самому плоскому кольцу 11, т.е. пронизывать врап;ающуюся измерительную обмотку 13 не будет. Момент этого перераспределения определяется величиной информативного магнитного потока, т.е. сигналом источника медленно изменяющегося сигнала.

Разностная ЭДС, наведенная во вращаюп)ейся измерительной обмотке 13, передается посредством вращающегося трансформатора 2, имеющего первичную обмотку 31 и вторичную обмотку 32, на внешнюю измерительную аппаратуру .

Исключение воздушного зазора на пути информативного магнитного потока, управляющего потоком модуляции, пропизывающим вращающуюся измерительную обмотку 13, приводит к существенному увеличению чувствитель58б

остя преобразователя по сравнению с известным, так как в этом случае из магнитной цепи исключается паразитное магнитное сопротивление большой величины, каковым является дня информативного магнитного потока воздушный зазор. Это тем более важно, что во многих случаях приходится передавать с вращающегося объекта сигналы маломощных источников, например термопар.

Формула изобретения

Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, содержащий роторный магнитопровод, СОСТОЯШ.Ш1 из полого цилиндра,соосного свалом, статорный магнитопровод, состоящий из внешнего и внутреннего полых коаксиальных цилиндров и двух крайних шюских колец, соединенных между собой по внешней кромке внешним полым Цилиндром, и обмотку модуляции, расположенную в статоре между внешним и внутренним полыми цилиндрами, сигнальную обмотку, расположенную на цилиндре ротора, и измерительную обмотку, отличающийся тем, что, с целью повьшшния чувствительности преобразователя, на роторном магнитопроводе установлен дополнительный внешний

полый коаксиальный цилиндр, соединенный с торцов с внутренним цилиндром двумя кольцами, а в статорный магнитопровод дополнительно введено среднее, равноудлиненное от крайних колец кольцо, внешняя кромка которого соединена с внутренней поверхностью внешнего цилиндра, а внутренняя кромка соединена с внешней поверхностью внутреннего цилиндра, при этом статорный магнитопровод разделен на две симметричные части,, между которыми . размещена диамагнитная диэлектрическая шайба, причем обмотка модуляции расположена в статорной части и выполнена из двух секций, включенных между собой последовательно и встречно и расположенных каждая внутри внешнего полого цилиндра статора между средним и крайним плоскими кольцами, сигнальная и измерительная обмотки расположены В1гутри роторного магнитоПровода между внешним и внутренним полыми цилиндрами, дополнительно установлен вращающийся трансформатор, содержащий ротор трансформатора с расположенной на нем первичной обмоткой, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки, и статор трансформатора с распоW

Ml

Ww2 о-

2«

ложенной в ней неподвижной вторичной обмоткой, при этом все обмотки коаксиальны с валом, статорные и роторные части преобразователя отделены одна от другой диамагнитными диэлектрическими шайбами.

Е1

WHU

ГЧ

32

фуг. 2