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

ческими шайбами 3-6, токосъемник 1 содержит ротор 7 на валу 8, статор 9 Ротор 7 содержит соосно размещенные с валом внутреннее 10 и внешнее 11 кольца 12. В стенке внешнего полого .цилиндра вдоль оси вращения равномерно по окружности выполнен ряд прорезей, статорная часть выполнена в виде RsyK соосных с валом плоских колец 17, 18, соединенных между собой по внешней кромке полым цилиндром 19, при этом обмотка модуляции 20 расположена внутри статора между плоскими кольцами 17, 18, сигнап:ьная 15 и вращающаяся измерительная обмотки 16 на внутренний цилиндр 10 ротора. Первый вращающийся трансформатор 2 содержит статор 2 с размещенной внутри него неподвижной тестовой обмоткой 22, ротора 23 с вращающейся тестовой обмоткой 25. Второй вращающийся трансформато), содержащий ротор 28 с расположенной на нем первичной вращающейся обмот67159

кой 30, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки 16 и статор 26 с расположенной в нем вторичной неподвижной обмоткой 27, .при этом все обмотки коаксиальны с валом, статорные части, а также роторные части преобразователя отделены друг от друга диамагнитными диэлектрическими шайбгми. Кроме того, прорези в стенке внешнего полого цилиндра ротора магнитомодуляционного токосъемника вьшолнены по всей длине цилиндра, при этом ширина прорезей в 2-3 раза больше расстояния между ними, а толщина стенки внешнего полого цилиндра соизмерима с толщиной стенки внутреннего полого.цилиндра ротора магнитомодуляционного токосъемника. Информативный . магнитный поток, управляющий током модуляции, полностью замыкается внутри замкнутого ферромагнитного контура, поэтому преобразователь имеет существенно большую чувствительность. 3 ил.

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

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

На фиг, 1 схематически показан преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся обьектов, разрез; на фиг. 2-3 - электрическая схема соединений обмоток преобразователя.

Преобразователь состоит из магнитом о дуляциоино го токосъемника 1 (ШТ и двух вращающихся трансформаторов 2 отделенных един от другого неподйижньми 3 и 4 и вращающимися 5 и 6 диэлектрическими диамагнитными шайбами. Магнитомодуляционный токосъемник 1 состоит из ротора 7, расположенного на валу 8, и статора 9. Ротор 7 состоит из соосных с валом 8 внутреннего 10 и внешнего 11 полых цилиндров, соединенных между собой с торцов соосными с валом 8 идентичными плоскими кольцами 12 и 13, В стенке внешнего полого u линдpa 11 вдоль

оси вращения по всей длине цилиндра 11 выполнены прорези 14, размещенные равномерно по окружности. Uhiрина прорезей 14 в 2-3 раза больше расстояний между ними, а толщина „

стенки внешнего полого цилиндра 11 соизме; Мма с толщиной стенки внурреннего полого цилиндра 10. Такое соотношение величины прорезей .и толщины стенок цилиндров выбрано в целях обеспечения наибольшей чувствительности преобразователя. На внутренний цилиндр 10 намотаны сигнальная обмотка 15 и измерительная обмотка 16.

Статор 9 магнитомодуляционного токосъемника 1 состоит из соосных с валом 8 идентичных плоских колец 17 и 18, соединенных между собой по внешней кромке полым цилиндром 19,

внутри которого расположена соосная с валом 8 обмотка 20 модуляции. 2 содержит статорную часть 21 с раз мещенной внутри него неподвижной те товой обмоткой 22 и роторную часть 2 представляющую собой расположенную на валу 8 ферромагнитную вставку 24 с намотанной на нее вращающейся тес товой обмоткой 25, включенной в последовательную замкнутую электричес кую цепь с сигнальной обмоткой 15 и источником медленно изменяющегося сигнала (не показан). Конструктивно выполнение вращающегося трансформатора может быть различным, но принцип работы преобразова еля при этом остается неизменным. Второй вращающийся трансформатор содержит статорную часть 26 с размещенной внутри вторичной неподвижной обмоткой 27 и роторную часть 28, представляющую собой расположенную на валу 8 ферромагнитную вставку 29 с намотанной на нее первичной вращающейся обмоткой 30, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки 16, Конструктивное выполнение вращающегося трансформатора может быть различным. Оси вращения всех обмоток преобразователя совпадают с осью вращения вала 8. Преобразователь работает следующим образом. При наличии тока модуляции в обмотке 20 модуляции магнитный поток, вызванный этим током, замыкается по статору 9, ротору 7 магнитомодуляционного токосъемника 1, При этом часть потока, протекающего по ротору 7, проходит по внешнему полому ци линдру 1I, периодически доводя до на сыщения участки стенки между прорезями 14, в то время как большая часть потока протекает по внутреннему полому цилиндру 10, площадь сечения которого больше суммарной площади сечения участков между прорезями 14 в стенке внешнего цилиндра 11, При увеличении магнитного потока модуляции выше определенного значения, магнитное сопротивление участков внешнего цилиндра 11 становится достаточно большим и магнитный поток в его стенке прекращает увеличиваться, зато более быстро начинает возрастать поток во внутреннем полом цилиндре 10, Это приводит к тому, что в измерительной обмотке 16, намотанной на внутренний полый цилиндр новную часть в которой занимает первая и вторая гармоники тока модуляции. Этот сигнал передается на внешнюю измерительную аппаратуру посредством второго вращающегося трансформатора 3, При появлеьши тока в сигнальной обмотке 15, в последней наводится магнитный поток, который полностью замыкается по ротору 7, не проходя через зазор между ротором 7 и статором 9, При этом направление магнитного потока по отношению к потоку модулйции в стенках внешнего 1 1 и внутреннего 10 полых цилиндров будет в один и тот же момент времени противоположным, что приведет к изменению распределения магнитного потока модуляции между стенками полых цилиндров 10 и 1 ротора 7, а следовательно, к изменению спектрального состава переменного магнитного потока, пронизывающего измерительную обмотку 16, В отсутствие сигнала от источника в сигнальной обмотке 15 протекает ток, вызванный низкочастотным тестовым напряжением, передаваемым с неподвижной аппаратуры посредством первого вращающегося трансформатора 2, Воздействие этого периодического линейного (например, треугольного) сигнала приводит к тому, что уровень второй гармонию потока модуляции в спектре выходного сигнала будет промодулирован по амплитуде этим линейным низкочастотным сигналом(фиг,З) Разность BpeMeHJibix интервалов tg ; t, и t,; tj в данном случае равна нулю. При появлении в сигнальной обмотке 15 тока от источника медпенно изменяющегося сигнала, поток, вызванный этим током, суммируется с потоком от источника тестового сигнала, равенство временных интервалов tj,; t J и , ; t нарушается, причем эта разность прямо пропорциональна величине сигнала от источнику медленного изменяющегося сигнала. Преимуществом предлагаемого пребразователя является то, что инфоративный магнитньш поток, управляюий током модуляции, полностью замыается внутри замкнутого ферромагитного контура, т,е. не встречает а своем пути весьма значительного аразитного сопротивления воздушного

51

зазора., поэтому преобразователь имеет существенно большую чувствительность, так как величина магнитного потока, созданного сигнальной обмоткой 15, определяется только параметрами магнитопровода, не зависит от величины зазора между роторной и статорной частями преобразователя и может быть достаточно , что особенно важно при работе с маломощнымй источниками, например, термопарами. Формула изобретения

Преобразователь для бесконтактной передачи ме сщенно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, содержащий магнитомодуляционный токосъемник, состоящий из ротора в виде полого цдлиндра,соосного с валом, статорный магнитопровод с двумя кольцами, соединенными по внешней кромке полым цилиндром коаксиальным с валом, и обмотку модуляции, расположенную в статоре внутри полого цилиндра между кольцами, сигнальную обмотку, расположенную на полом цилиндре ротора, и измерительную обмотку, отличающийс тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, на токо596

съемнике установлен дополнительный внешний полый коаксиальный цилиндр, соединенный с торцов с внутренним цилиндром двумя кольцами, в Стенке внешнего полого цилиндра вдоль оси вращения равномерно по окружности вьшолнен ряд прорезей, сигнальная и измерительная обмотки намотаны на внутренний цилиндр ротора, дополнительно установлен первый вращающийся трансформатор, содержащий ротор с расположенной на нем вращающейся тестовой обмоткой, включенной последовательно в цепь с сигнальной обмоткой и с клеммами, предназначенными для подключения к источнику медленно изменяющегося сигнала, и статор с расположенной внутри него неподвижной тестовой обмоткой, дополнительно установлен второй вращающийся трансформатор, содержащий ротор с расположенной на нем первично обмоткой, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки, и статор с расположенной в нем вторичной неподвижной обмоткой, при этом все обмотки коаксиальны с валом, статорные части, а также роторные части преобразователя отделены одна от другой диамагнитными диэлектри ческими шайбами.

t:±

Л31

/ff

-о

-о

/

27

30 фиг,г

фш.д