Устройство для контроля вибраций металлической поверхности Советский патент 1987 года по МПК G01H11/00 G01B7/14 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении вибраций неза- земленной металлической поверхности вращающихся объектов, например огра- ночных дисков, установленных на текстолитовых или аэростатических опорах.

Целью изобретения является повьппе ние точности контроля вибраций незаземленной металлической поверхности например, вращающегося ограночного диска за счет исключения влияния нестабильности электростатического заряда, накапливающегося на пов ерх- ности контролируемого объекта - диска, .например, при обработке ал- Мазов.

На фиг.1 приведена принципиальная «схема устройства для контроля вибраций незаземпенной поверхности; на фиг. 2 и 3 - примеры выполнения конструкции электродов первичного емкостного преобразователя.

I , .

Устройство для контроля вибраций

содержит стабилизированньй высокочастотный источник I питания, выпол- .ненный в виде источника тока, и подключенный к нему через разделительный конденсатор 2 блок 3, измерения , Емкостной датчик расстояния до контролируемой поверхности выполнен в виде уравновешенного емкостно-транс- форматорного моста, в котором первичная обмотка трансформатора 4 подсоединена параллельно выходу стабилизированного источника I высокочастотного тока, а вторичная обмотка, имеющая заземленную среднюю точку, подсоединена к равным по площади группам 5 и 6 электродов первичного емкостного преобразователя 7, расположенного параллельно незаземленной поверхности объекта контроля - ограночного диска 8, создающего паразитную емкость 9 относительно общей точки заземления устройства. Первичный емкостный пре- Ьбразователь 7 содержит четное число одинаковых электродов 10 и 11, выполненных, например, в виде секторов окружности фиг.2) и расположенных поочередно вокруг общего геометрического центра. Электроды 10 и И могут быть вьтолнены также и четырехугольными (фиг.З). Кроме нечувствительности к перекосам, такая конструкция электродов позволяет избежать нарушения срстояния равновесия мостовой схемы при возникновении не

20

25

90088 :,2

равномерного по высоте износа поверхности ограночного диска 8 в пределах площади, контролируемой данным устройством. Поочередное размещение

5 электродов первичного емкостного преобразователя , принадлежащих к одной или к другой группе электродов, вокруг общего геометрического центра ставит их приблизительно в равные усtO ловия работы. Чем большее число электродов образуют каждую группу, тем в большей степени выравниваются условия их работы в пределах площади емкостного преобразователя. Поэтому

5 при нарушении плоскостности вибрирующей металлической поверхности диска 8 частичные емкости между каждой группой 5 и 6 электродов и поверхностью диска 8 будут изменяться одинаково, что не нарушит баланса еМкост- но-трансформаторного моста.

Устройство для контроля вибpг - ций металлической поверхности работает следующим образом.

Стабилизированный высокочастотный ток источника 1 питания поступает на первичную обмотку трансформатора 4 напряжения, вторичная, обмотка которого образует с емкостью преобразователя 7 колебательный контур. При возникновении вибрации незаземленной металлической поверхности, например, ограночного диска 8 изменяется соответственно суммарная емкость преобразователя 7, ,в то время как частичные емкости, образуемые его группами 5 и 6 электродов, остаются равными одна другой. Изменение резог нансной частоты контура из-за изменения суммарной.емкости преобразователя 7 приводит к изменению полного входного сопротивления трансформатора 4 напряжения на частоте стабилизированного источника 1 тока. Это вызывает амплитудную модуляцию напряжения на первичной обмотке трансформатора 4, которое через разделительный конденсатор 2 поступает на блок 3 из50 мерения. На выходе этого блока получают сигнал, пропорциональный амплитуде виброперемещений, а при введении блоков дифференцирования пропорциональный виброскорости и виброуско55 рению, Так как заземляется именно средняя точка вторичной обмотки трансформатора 4 напряжения, а также в силу геометрической а следовательно, и электрической симметрии

30

35

40

45

электродов емкостного преобразователя 7 паразитная емкость 9 не включается в электрическую цепь колебательного контура на частоте питающего тока. Таким образом, изменение резонансной частоты колебательного контура обусловлено только изменением суммарной емкости преобразователя 7 под действием вибраций контролируемой поверхности, которые вызывают периодическое изменение расстояния (зазора) между ними, и не зависит от изменений паразитной емкости 9. Тесная индуктивная связь между полуобмотками вторичной обмотки трансформатора 4 поддерживает заданное плечевое отношение между их индуктивными сопротивлениями, равное единице,даже при их шунтировании неодинаковыми и нестабильными во времени входными сопротивлениями кабелей, соединяющих электроды 10 и 11 преобразователя 7 с выводами вторичной обмотки трансформатора 4 напряжения. Благодаря этому сохраняется равновесие трансформаторного моста, при котором высокочатотный ток не проходит через паразитную емкость 9, включенную фактически в диагональ моста. Вследствие этого величина изменения этой .емкости, обусловленная неконтролируемым стеканием электростатического заряда, накопленного на этой поверхности, не оказывает влияния на результат измерения.

Использование предлагаемого устройства дпя контроля вибраций металлической поверхности, например незаземленных ограночных дисков,повышает качество от раночных диской, улучшает технологические режимы шли-г фования алмазов и условия труда огранщиков .

Формула изобретения

Устройство для контроля вибраций металлической поверхности, содержащее стабилизированньй источник питания, подключенный к нему емкостной датчик расстояния до контролируемой поверхности, электроды которого, имеющие одинаковую площадь, расположены в общей плоскости, и при- соединенный к линии питания датчика через разделительный конденсатор

блок измерения, отличающе-- е с я тем, что, с целью повышения точности контроля незаземленной металлической поверхности, емкостной датчик расстояния вьтолнен в виде

уравновешенного емкостно-трансформа- торного моста, в котором первичная обмотка трансформатора напряжения подключена к источнику питания, выполненному в виде источника тока, отвод от средней точки вторичной обмотки трансформатора заземлен, а плоские электроды емкостного датчика, соединенные через один в две группы, подключены к противоположнь1м выводам вторичной обмотки трансформатора и расположены на равных расстояниях от общего геометрического центра.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность контроля вибраций незаземленной металлической поверхности вращающихся объектов, например ограноч- ньгх дисков. Устройство для контроля вибраций содержит стабилизированный источник 1 тока, подключенный к нему емкостной датчик расстояния до контролируемой поверхности и присоединенный к линии питания датчика через Т Uooразделительный конденсатор 2 блок 3 измерения вибросмещений и других параметров вибрации контролируемой поверхности. Емкостной датчик выполнен в виде уравновешенного емкост- но-трансформаторного моста, в плечи которого включены две группы 5 и 6 электродов первичного емкостногЬ преобразователя, расположенные в общей плоскости на равном удалении от общего геометрического центра симметрии, что исключает влияние их перекосов относительно поверхности контролируемого объекта 8, Вторичная обмотка трансформатора, имеющая, заземпеннуто среднюю точку, образует с первичным емкостным преобразователем колебательный контур, резонансная частота которого зависит только от расстояния электродов до контролируемой поверхности и не зависит от величины и изменений паразитной емкости 9 между поверхностью контролируемого объ-- екта и общей точкой заземления устройства. 3 ил. 2 i (Л со 00 00 -yy-y V yVv 7X vVXVV / X/ /XXX/ X//x , X« Фиг.1 2 I 8

Фиг. 2

Составитель Т.Бычкова Редактор А.Лежнина Техред Л.Олейник

Заказ 7889/35 Тираж 521Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

eptfff.S

Корректор Е.Сирохман