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

1

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

Цель изобретения - повыщение чувствительности преобразователя.

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

Преобразователь состоит из роторного магнитопровода 1, расположенного на валу 2, и статорного магнитопровода 3. Роторный магнитопровод 1 состоит из соосных с валом 2 внутреннего 4 и внещнего 5 полых цилиндров, соединенных между собой с торцов соос- ными с валом 2 идентичными дисками 6 и 7. Толщина стенки внещнего цилиндра 5 в 3-5 раз меньще толщины стенки внутреннего цилиндра 4. Такое соотношение необходимо для того, чтобы обеспечить насыщение тонкой стенки раньще, чем насытится стенка внутреннего цилиндра 4, в противном случае конструкция становится неработоспособной. На внутренний цилиндр 4 намотаны сигнальная обмотка 8, которая подсоединена к источнику медленно изменяющегося измерительного сигнала (не показан), расположенному на вращающемся объекте, и измерительная обмотка 9.

Статорный магнитопровод 3 состоит из соосных с валом 2 идентичных плоских колец 10 и 11, соединенных между собой по внешней кромке полым цилиндром 12, внутри которого расположена соосная с валом 2 обмотка 13 модуляции.

Вращающийся трансформатор 14 образован статорной частью 15, состоящей из двух идентичных дисков 16 и 17, соединенных па внещней кромке полым коаксиальным с валом 2 цилиндром 18, и роторной частью 19, представляющей собой расположенную на валу 2 ферромагнитную вставку 20 с намотанной на нее первичной обмоткой 21, которая соединена с измерительной обмоткой 9. Вторичная обмотка 22 расположена внутри полого цилиндра 18 в статорной части 15 вращающегося трансформатора 14.

Оси вращения всех обмоток совпадают с осью вращения вала 2. Между статорным магнитопроводом 3 и статорной частью 15, а также между роторным магнитопроводом 1 и роторной частью 19 размещены диамагнитные диэлектрические щайбы 23 и 24.

Преобразователь работает следующим образом.

При наличии тока модуляции в обмотке 13 модуляции магнитный поток, вызванный этим током, замыкается по статорному магнитопроводу 3 и роторному магнитопро- воду 1. При этом часть потока, протекающего по роторному магнитопроводу 1, про

81894

2

ходит по внещнему полому цилиндру 5, периодически доводя его до насыщения, в то время как большая часть потока протекает по более толстостенному внутреннему, полому цилиндру 4. При насыщении тонкой стенки внешнего полого цилиндра 5 магнитный поток в ней прекращает увеличиваться, зато более быстро начинает возрастать поток во внутреннем полом цилиндре 4. Это приводит к тому, что в измерительной обмотке 9, на10 мотанной на внутренний полый цилиндр 4, возникает ЭДС с/южной формы, основную часть в которой занимает первая и вторая гармоники тока модуляции. Этот сигнал передается на внещнюю измерительную аппаратуру посредством вращающегося трансфор 5 матора.

При появлении тока в сигнальной обмотке 8 в роторном магнитопроводе 1 начинает протекать информативный магнитный поток. При этом на пути данного потока нет воз2Q дущных зазоров, а следовательно, величина его оказывается много больще, чем в известном устройстве. Появление информативного магнитного потока приводит к тому, что меняется момент насыщения тонкой стенки внещнего полого ферромагнитного цилиндра

25 5, а следовательно, меняется спектральный состав ЭДС, возникающей на концах измерительной обмотки 9. При этом информативным параметром могут служить как первая, так и вторая гармоники тока модуляции. Исключение воздушного зазора на пути

информативного магнитного потока, управляющего магнитным потоком .модуляции, приводит к существенному увеличению чувствительности преобразователя по сравнению с известным устройством, так как в это.м случае из магнитной цепи исключается пара зитное сопротивление большой величины, каковым является для магнитного потока воздушный зазор. Это тем более важно, что во многих случаях приходится передавать с вращающегося объекта сигналы маломощных

40 источников, например термопар.

Формула изобретения

Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измеритель45 ных сигналов с вращающегося объекта, со- держаидий роторный магнитопровод, выполненный в виде полого цилиндра, соосного с валом, и двух дисков, соединенных по торцам с полым цилиндром, статорный магнитопровод, выполненный в виде двух дисков, соединенных с полым цилиндром, расположенным между ними, и обмотку модуляции, размещенную внутри полого цилиндра статорного магнитопровода, сигнальную обмотку, размещенную на полом цилиндре рото55 ра, и измерительную обмотку, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, роторный магнитопровод снабжен дополнительным внешним по50

лым коаксиально расположенным цилиндром, соединенным по торцам с двумя дисками, сигнальная и измерительная обмотки установлены на внутреннем цилиндре роторного маг- нитопровода, преобразователь снабжен вращающимся трансформатором, первичная обмотка, установленная на роторе трансформатора, соединена с измерительной обмоткой.

а вторичная обмотка установлена на статоре трансформатора, все обмотки расположены коаксиально с валом, между статорным магнитопроводом преобразователя и статором трансформатора, а также между роторным магнитопроводом преобразователя и ротором трансформатора установлены диамагнитные диэлектрические шайбы.

Изобретение относится к преобразователям для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, предназначенным для работы при повыщенной температуре. Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь содержит роторный магнитопровод 1 на валу 2 и статор с магнитопроводом 3. Роторный магнитопровод 1 снабжен внешним полым коаксиально установленным цилиндром 5, соединенным с торцов с внутренним цилиндром 4 двумя плоскими дисками 6,7. Статор- ная часть выполнена в виде двух соосных с валом плоских колец 10,11, соединенных между собой по внешней кромке полым цилиндром 12. Обмотка модуляции 13 расположена внутри статора между плоскими кольцами 10,11, сигнальная 8 и измерительная 9 обмотки намотаны на внутренний цилиндр ротора. Кроме того, дополнительно введен враш.ающийся трансформатор, содержащий ротор с расположенной на нем первичной измерительной обмоткой 21, выводы которой соединены с выводами измерительной обмотки, и статор с расположенной в нем неподвижной измерительной обмоткой 9, при этом все обмотки коаксиальны с валом, статорные части, а также роторные части преобразователя отделены друг от друга диамагнитными диэлектрическими шайбами. Исключение воздушного зазора на пути информационного магнитного потока приводит к увеличению чувствительности преобразователя. 2 ил. г/j 75 22 / / ,., i С/) ю СХ) 00 со 4

-0

-0

2Z