Многоканальное устройство для динамических измерений на вращающихся объектах Советский патент 1989 года по МПК G01B7/16 

1

(21)4333381/25-28

(22)26.11.87

(46) 07.12.89. Бюл. № 45

(71)Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе

(72)А.В.Губин, В.Ф.Проценко, В.А.Мальцев и С.С.Торопов

(53)531.781.2 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1201676, кл. С 01 В 7/16,, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1016668, кл. С 01 В 7/16, 1987.

(54)МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДГ1Я ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ НА ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТАХ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров вращающихся деталей машин. Целью изобретения является повышение точности за счет постоянства амплитуды тока во вращающейся тензорезистив- ной цепи. Генератор 13 тока и третья неподвижная обмотка 11, выполненная в виде двух сек1щй с равным числом витков, включенных встречно-последовательно, позволяет исключить подбор прецизионных резисторов в каждом измерительном канале. Напряжение тензо- резистивной цепи не зависит от сопротивлений К,,Н , значения которых термозависимы, в связи с чем оно остается постоянным по амплитуде при изменении температуры токосъемника 8. 1 ил.

(Л

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров вращающихся деталей машин. Целью изобретения является повышение точности за счет постоянства амплитуды тока во вращающейся тензорезистивной цепи. Генератор 13 тока и третья неподвижная обмотка 11, выполненная в виде двух секций с равным числом витков, включенных встречно-последовательно, позволяет исключить подбор прецизионных резисторов в каждом измерительном канале. Напряжение тензорезистивной цепи не зависит от сопротивлений R₁,R₂, значения которых термозависимы, в связи с чем оно остается постоянным по амплитуде при изменении температуры токосъемника 8. 1 ил.

ел to

сх о:

31527А86

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических пааметров вращающихся деталей машин.

Целью изобретения является повышение точности за счет постоянства амплитуды тока во вращающейся тензоре- зистивной цепи.

На чертеже представлена блок-схема д устройства.

Многоканальное устройство для динамических измерений на вращающихся объектах содержит неподвижную часть, каждый канал которой состоит из по- j следовательно соединенных генератора 1 прямоугольных импульсов, регулируемого усилителя 2 и дифференциального усилителя 3, последовательно соединенные источник 4 опорного напряжения и 20 блок 5 сравнения, последовательно соединенные дифференцирующий блок 6 и регистратор 7, токосъемник 8 трансформаторного типа с тремя неподвижными обмотками 9-11 и одной подвижной 25 обмоткой 12, первые .выводы неподвижных обмоток 9-11 соединены с общим проводом, второй вывод первой неподвижной обмотки 9 соединен с выходом дифференциального усилителя 3 и с входом дифференцирующего блока 6, второй вывод -второй неподвижной обмотки 10 соединен с инвертирующим входом ифференциального усилителя 3, третья неподвижная обмотка 11 выполнена в виде двух секций с равным числом витков, включенных встречно-последовательно, второй вывод третьей неподижной обмотки 11 соединен с вторым входом блока 3 сравнения, и генератор о 13 тока, один вывод которого соединен с вторым выводом третьей неподвижной обмотки 11, а другой - с общим провоом и подвижную часть, состоящую з тензорезистора 14, выводы котороо с оединены с выводами подвижной бмотки 12.

Устройство работает следующим обазом.

Прямоу1 ольное напряжение, поступащее на неинвертирующий вход диффеенциального усилителя 3 от генератоа 1 прямоугольных импульсов через егулируемый усилитель 2, вызывает ок 11 в первой неподвижной обмотке питающего токосъемника 8. Этот ок индуктирует во всех обмотках 9-12 окосъемника 8 напряжения взаимной ндукции. Напряжение, возникающее

30

35

45

50

55

на ср но по но шо же ра а ти пр му ин ны но с на о с т н н д п к и ж м г т к и м ди а т о

н

гд

д

05о

0

5

45

50

на зажимах обмотки 10 обратной связи, сравнивается на входе дифференциального усилителя 3. Разностный сигнал поддерживает ток 11 первой неподвижной обмотки 9, При достаточно большом коэффициенте усиления по напряжению дифференциального усилителя 3 разностный сигнал стремится к нулю, а следовательно, напряжение, индуктируемое в обмотке 10 обратной связи, приближается по форме к прямоугольному. Такую же форму имеет напряжение, индуктируемое во вращающейся обмотке 12, которая сцеплена с тем же магнитным потоком, что и обмотка 10 обратной связи. Прямоугольное напряжение с вращающейся обмотки 12 поступает на подвижную часть (ПЧ). Неподвижная обмотка 11 выполнена в виде двух секций с равным числом витков, намотанных бифилярно и включенных встречно-последовательно. Позтому напряжение на ее зажимах будет отсутствовать. Изменение температуры окружающей среды вызывает изменение величины распределенных сопротивлений обмоток 12 и 11 и .соединительных проводников ПЧ. При постоянной величине сигнала на неинвертирующем входе дифференциального усилителя 3 напряжение, индуктируемое в обмотке 12, будет также постоянным по уровню. Следовательно, любые температурные изменения сопротивления ПЧ вызывают изменение величины тока ПЧ, что приводит к изменению ее чувствительности. Для стабилизации величины тока ПЧ в предлагаемом устройстве использован генератор 13 тока, третья неподвижная обмотка 11, источник 4 опорного напряжения и блок 5 сравнения. Эти элементы совместно с регулируемым усилителем 2 и дифференциальным усилителем 3 образуют автоматическую систему стабилизации тока ПЧ, которая работает следующим образом.

Напряжение на сопротивлении подвижной асти равно

R

Un,, 12-R

ПЧ

ПЧ

ВТ ц

R.-RHM

(1)

5

где 12 -

Е2 во вращающейся обмотке во вращающейся обмотке

ток 12;

эдс

12;

распределенное сопротивление

вращающейся обмотки 12;

К„„ - сопротивление подвижной части (в простейшем случае сопротивление тенэорезистора 14).

Величина ЭДС в обмотке 12 равна

и.

eiix

а --

(2)

где Uj, - напряжение на выходе дифференциального усилителя 3; п - коэффициент трансформации обмоток -9-12.

В свою очередь U

и

j при к - 00

где К - коэффициент усиления дифференциального усилителя 3, а

15

и

вх

и у к,,

(3)

где и - напряжение на выходе блока

5 сравнения; K,j - его коэффициент передачи диф-20

ференциального усилителя 3. Напряжение на выходе блока 5 сравнения равно

и,

к а- -t-ioR,),

(4)

где коэффициент передачи блока

5 сравнения;

Up - напряжение на выходе источника 4 опорного напряжения; IJ, - амплитуда тока генератора 13; К, - распределенное сопротивление третьей неподвижной обмотки 11. Подставляя (2)-(4)в (1) имеем

,)- «пч

и

,,(и,

пч

п

(7 - R«4 )

Для того, чтобы напряжение U

было постоянным при изменении температуры вращающейся обмотки 12, необходимо вьтолнить равенство

и„„ R,

R

пч

R,

(6)

Подставив (6) в (5), получим

и

К,, К

пч

и.

(7)

Из (7) следует, что напряжение тензорезистивной цепи не зависит от сопротивлений К,, К, значения которых термозависимы.Поэтому оно остается постоянным по амплитуде при изменении температуры токосъемника 8.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для динамических измерений на вращающихся

10 объектах, содержащее неподвижную часть, каждый канал которой состоит из последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, регулируемого усилителя и дифференциального усилителя, последовательно соединенные источник опорного напряжения и блок сравнения, последовательно соединенные дифференцирую1дий блок и регистратор, выход блока сравнения соединен с вторым входом регулируемого усилителя, а выход дифференциального усилителя соединен с входом дифференцирующего блока, токосъемник трансформаторного тока с тремя не подвижными и одной подвижной обмотками, первые выводы неподвижных обмоток соединены с общим приводом, второй вывод первой неподвижной обмотки соединен с выходом дифференциального

30 усилителя и входом дифференциального блока, а второй вывод второй неподвижной обмотки соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя, и подвижную часть, состоящую (5) 35 текзорезистора, выводы которого

соединены с выводами подвижной обмотки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет постоянства амплитуды тока во

40 вращающейся тензорезистивной цепи, третья неподвижная обмотка выполнена в виде двух секций с равным числом витков, включенных встречно-последовательно, второй вывод третьей непод45 вижнрй обмотки соединен с вторым входом блока сравнения, а неподвижная часть устройства снабжена генератором тока, один вывод которого соединен с вторым выводом третьей неподвижной

50 обмотки, а другой - с общим приводом.

1527А86