Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта Советский патент 1987 года по МПК G01D5/06 

полыми цилиндрами. Кроме того, дополнительно введены вращающийся трансформатор 22, содержащий ротор с расположенной на нем нервичной тестовой обмоткой 28, включенной последовательно с сигнальной обмоткой 20 и источником медленно изменяющегося сигнала и образующей с ними замкнутую электрическую цепь, и статор с расположенной внутри него вторичной тестовой обмоткой 26, а также вращающийся трансформатор 29, содержащий ротор 34 с расположенной на нем первичной измерительной

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 преобразователя.

На фиг.1 приведен преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, продольный разрез; на фиг.2 - электрическая схема соединения обмоток преобразователя.

Преобразователь состоит из ротора 1, расположепного на валу 2, и статора 3. Ротор 1 состоит из соосных с валом 2 внутреннего 4 и BiieniHero 5 полых цилиндров, coe инeнныx с торцов двумя идентичными дисками 6 и 7, причем в стенке внешнег о полого цилиндра 5 вблизи каждого торца равномерно по окружности вынолнено два ряда про(ей 8 и 9. Хцлииа прорезей 8 и 9 вдоль оси ротора 1 не менее, чем в 4-6 раз меньше длины внешнего цилиндра 5, и не менее, чем в 2 раза меньше их длины по окружности. Толщина стенки внешнего полого цилиндра 5 соизмерима с толщиной стенки внутреннего полого цилиндра 4. Статор 3 преобразователя состоит из двух крайних 10 и 11 и одного среднего 12 колец, причем среднее кольцо 12 равноудалено от крайних. Кольца 10-12 соединены по внешней кромке полым цилиндром 13, соос- ным с валом 2. Весь статор 3, в том числе и среднее кольцо 12, разделен на две симметричные части 14 и 15, между которыми размещена диамагнитная диэлектрическая шайба 16.

Обмотка 17 модуляции расположена в статоре 3 и состоит из двух идентичных секций 18 и 19, включенных между собой последовательно и встречно, причем обе секции 18 и 19 расположены внутри полого цилиндра 13 статора 3 так, что каждая из

обмоткой 35, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки 21, и статор 32 с расположенной в нем вторичной обмоткой 33. Все обмотки коаксиально с валом, статорные части преобразователя отделены друг от друга диамагнитной диэлектрической шайбой, роторные части также разделены диамагнитной диэлектрической шайбой. В преобразователе информативный поток полностью замыкается внутри замкнутого магнитопровода, что повышает чувствительность преобразователя. 3 ил.

них находится между средним 12 и соответствующими ей крайними 10 и 11 плоскими кольцами.

Сигнальная обмотка 20 и измерительная обмотка 21 намотана на внутренний полый цилиндр 4 ротора 1.

Первый вращающийся трансформатор 22 отделен от статора 3 и ротора 1 неподвижной 23 и вращающейся 24 диамагнитными диэлектрическими щайбами и содержит

0 статорную часть 25 с размещенной внутри вторичной тестовой обмоткой 26 и роторную часть 27 с намотанной на нее первичной тестовой обмоткой 28, включенной последовательно с сигнальной обмоткой и кле.мма- ми для подключения к источнику медленно

изменяющегося сигнала (не показан). Конструктивное выполнение вращающегося трансформатора может быть различным.

Второй вращающийся трансформатор 29 отделен от статора 3 неподвижной 30 и

Q вpaщaюн eйcя 31 диамагнитными диэлектрическими шайбами и содержит статорную часть 32 с вторичной обмоткой 33 и роторную часть 34 с намотанной на нее первичной обмоктой 35, которая соединена с измерительной обмоткой 21.

5 Оси всех об.моток преобразователя совпадают с осью вращения вала 2.

Преобразователь работает следующим образом.

При наличии тока модуляции в обмотке 17 модуляции магнитный поток, вызванный этим током в секции 18, замыкается по части статора 3 (среднее плоское кольцо 12. участок полого цилиндра 13 между крайним 10 и средним 12 кольцами, крайнее кольцо 10) и через воздущные зазоры между крайним плоским кольцом 10 статора 3 и диском 6 ротора 1 и между средним кольцом 12 статора 3 и внешним полым цилиндром 5 по ротору 1. При этом часть потока, вызванного током модуляции в секции 18 обмотки 17 модуляции, проходит по внешнему

полому цилиндру 5, диску 6 и не охватывает измерительную обмотку 21.

Магнитный поток, вызванный током модуляции в секции 19, замыкается по другой части статора 3 (среднее кольцо 12, участок полого цилиндра 13 между крайним 11 и средним 12 кольцами, крайнее кольцо 11) и через воздушные зазоры между крайним кольцом 11 и диском 7 и между средним кольцом 12 статора 3 и внешним полым цилиндром 5 ротора 1 по статору 3. При этом часть потока, вызванного током модуляции в секции 19 обмотки 17 модуляции, проходит по внешнему полому цилиндру 5 и диску 7 и не охватывает измерительную обмотку 21, а другая часть потока, вызванного током модуляции в секции 19, проходит по внешнему полому цилиндру 5, диску 6, внутреннему полому цилиндру 4, диску 7 и таким образом, охватывает измерительную обмотку 21. В силу того, что секции 18 и 19 обмотки 17 модуляции идентичны и включены между собой последовательно и встречно, магнитные потоки, вызванные токами в этих секциях, также одинаковы по величине.

При отсутствии тока в сигнальной обмотке 2 результируюший магнитный поток во внутреннем полом цилиндре 4 равен нулю, и ЭДС в измерительной обмотке 21 не возникает. При этом магнитный поток, вызванный током модуляции в секции 18 и проте- каюудий по внешнему полому цилиндру 5, суммируется с магнитным потоком, вызванным током модуляции в секции 19. В результате взаимодействия этих потоков происходит периодическое увеличение магнитного сопротивления участков стенки внешнего полого цилиндра 5 между прорезями 8 и 9, имеюших меньшую суммарную плошадь сечения, нежели внутренний полый цилиндр 4. При этом относительная величина магнитных потоков от каждой секции 18 и 19 обмотки 17 модуляции, протекающих по внутреннему полому цилиНру 4, увеличивается. Результируюший поток остается равным нулю, и ЭДС в измерительной обмотке 21 не возникает.

При появлении тока в сигнальной обмотке 20 в последней наводится магнитный поток, который полностью замыкается по ротору 1, не проходя через зазор между ротором I и статором 3. При этом направ- «тение данного магнитного потока по отношению к потоку модуляции в стенках внешнего 5 и внутреннего 4 полых цилиндров в один и тот же момент времени противоположно, что приводит к изменению распределения магнитного потока модуляции между стенками полых цилиндров 4 и 5 ротора 1, а следовательно, к изменению спектрального состава переменного магнитного потока, пронизывающего первую врашаюш.уюся измерительную обмотку 21.

При отсутствии сигнала от источника медленно изменяющегося сигнала в сигнальной

обмотке 20 протекает ток, Е ызыванный низкочастотным тестовым напряжением, передаваемым с неподвижной аппаратуры посредством первого вращающегося трансформатора. Воздействие этого периодического линейного (например.треугольного) сигнала приводит к тому, что уровень второй гармоники потока мо.а,. в спектре вЬ)1ходного сигнала модулируется по амплитуде этим линейным низкочастотным сигналом (фиг.З).

Разность временных интервалов to, ti и t|, ti в данном случае равна нулю. При появлении в сигнальной обмотке 20 тока от источника медленно изменяющегося сигнала поток, вызванный этим током, суммируется

5

с потоком от источника тестового сигнала.

и равенство временных интервалов to, ti и ti, ti) наруп1ается, причем эта разность прямо пропорциональна величине сигнала от источника медленно изменяющегося сигнала. Вследствие того, что информативный маг0 питный поток, управляющий током модуляции, полностью замыкается внутри замкнутого ферромагнитного KOirrypa, т. е. не встречает на своем пути значительного паразитного сопротивления воздушного зазора, предлагаемый преобразователь имеет суще- стенно большую чувствительномть, чем известный, так как величина магнитного потока, созданного сигнальной обмоткой 20, определяется только параметрами магнитопровода, не зависит от величины зазора между рото0 ром и статором преобразователя и может быть достаточно большой, что особенно важно нри работе с маломопшыми источниками, например термонарами.

Формула изобретена.

Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вранхающегося объекта, содержащий роторный магнитопровод, состоящий из полого цилиндра, соосного с валом, и двух дисков, статорный магнито- нровод, состоящий из двух колец, соединенных по внешней кромке полым цилиндром, и обмотку моду. шцни, расположенную в статоре, сигнальную, расположенную на

НОЛОМ цилиндре, обмотку ротора и измерительную, отличающийся тем, что. с целью повышения его чувствитель}К)сти, роторный магнитопровод снабжен впсмпним полым коаксиальным цилиндром, соединепный торцом с внутренним цилиндром и дисками, в стенке

внешнего полого цилиндра вблизи каждого торца выполнено paBHOMeiMio по окружности два ряда прорезей, статорный ма1 нитонро- вод снабжен дополн1 те.льно средним, равноудаленным от крайних, KO. ihuoM, внешняя кромка которого соединена с внутренней поверхностью полого цилиндра статора, статорный магнитопровол разделен на две симметричные части, межлу которыми размещена диамагнитная диэ.юктричоская шайба.

обмотка модуляции расположена в статор- ной части и выполнена из двух секций, включенных между собой последовательно и встречно и расположенных каждя внутри внешнего полого цилиндра между средним и соответствующим ей крайним кольцами, сигнальная и измерительная обмотки расположены внутри роторной части между внешним и внутренним полыми цилиндрами, преобразователь дополнительно снабжен первым вращающимся трансформатором, содержащим ротор с расположенной на нем первичной тестовой обмоткой, включенной последовательно с сигнальной обмоткой и клеммами для подключения к источнику медленно изменяющегося сигнала, и статор с расположенной внутри него вторичной тестовой обмоткой, второй вращающийся трансформатор, которым снабжен преобразователь, содержит ротор с расположенной на нем первичной обмоткой, которая соединена с первичной обмоткой первого вращающегося трансформатора, и статор с расположенной в нем вторичной обмоткой, все обмотки рас- положены коаксиально с валом, статорные и роторные части преобразователя отделены друг от друга диамагнитными диэлектрическими шайбами.

Vuz.5

Изобретение относится к преобразователям для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, предназначенных для работы при повышенной температуре. Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь содержит ротор 1 на валу 2, статор 3. Ротор состоит из соосных с валом внутреннего 4 и дополнительно введенного внешнего полого коаксиального цилиндра 5, соединенного с торцов с внутренним двумя плоскими дисками 6,7, причем в стенке внешнего полого цилиндра вблизи каждого торца выполнено равномерно но окружности по одному ряду прорезей 8,9. Статорная часть выполнена в виде двух крайних 10,11 и одного среднего 12, равноудаленного от крайних, плоских колец, соединенных между собой по внешней кромке полым цилиндром 13, соосным с валом. Статорная часть разделена на две симметричные части диамагнитной диэлектрической шайбой 16. Обмотка модуляции 17 расположена в статорной части и состоит из двух секций, включенных между собой последовательно и встречно и расположенных каждая внутри полого цилиндра между средним и соответствующим ей крайни.м плоскими кольцами. Сигнальная 20 и измерительная 21 обмотки расположены внутри роторной части между внешним и внутренним а (Л U 20 Z8 ьо 00 СХ) со со } Фиг. г