Устройство для измерения температуры вращающихся объектов Советский патент 1990 года по МПК G01K13/08 

ел

СП

о со

00 0

Изобретение касается измерения температуры вращающихся объектов и позволяет повысить точность измерения за счет снижения погрешностей, возникающих при передаче информации через воздушный зазор трансформатора. На первый вход компаратора 2 поступает сигнал с выхода преобразователя 1 температура - напряжение, а на второй вход - сигнал с выхода генератора 3 опорного напряжения, напряжение которого пропорционально числу импульсов, поступающих через формирователь 5 импульсов с резонансного контура 6 воздушного трансформатора 7. В момент равенства сигналов блок 4 питания увеличивает отбор мощности от трансформатора 7, что ведет к измерению частоты импульсов, генерируемых преобразователем 8 напряжения. Счетчик 10 импульсов управляемых частотным детектором 9, подсчитывает число импульсов до момента срабатывания компаратора 2, пропорциональное измеряемой температуре. 4 ил.

фи&1

Изобретение относится к области температурных измерений и может найти применение в системах контроля и регулирования температуры вращающихся объектов

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет снижения погрешностей, возникающих при передаче информации через воздушный зазор трансформатора.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - схема преобразователя напряжения с воздушным трансформатором; на фиг. 4 - принципиальная схема блока питания с компаратором.

Устройство содержит преобразователь температура - напряжение, компаратор 2, генератор 3 опорного напряжения, блок 4 питания, формирователь 5 импульсов, резонансный LC-контур 6, воздушный трансформатор 7, преобразователь 8 напряжения, частотный детектор 9, счетчик 10 импульсов и индикатор 11.

Преобразователь 8 напряжения мо хет быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 3, представляет собой двухтактный автогенератор с насыщающимся трансформатором и содержит транзисторы 12-14, диоды 15, 16, резисторы 17-20 и сердечник 21 с обмотками W, UЈ, W,.

Обмотки U2 одновременно являются первичными обмотками воздушного трансформатора 7 (фиг. 36). На выходе преобразователя формируется последовательность импульсов с частотой f, зависящей от значения индукции насыщения Bs сердечника 21.

Блок 4 питания (фиг. 4) включает в себя диодный выпрямитель 22, нагрузочный резистор 23, ключ 24 и формирователь 25 напряжения питания, формирующий напряжение питания для работы элементов, расположенных на вращающемся объекте.

Устройство работает следующим образом,

С выхода преобразователя 1 температура - напряжение, напряжение Щ- (фиг. 2а), пропорциональное температуре объекта контроля, поступает на первый вход компаратора, на второй вход которого подается опорное напряжение U$, вырабатываемое генератором

5

0

5

0

5

0

3 опорного напряжения, пропорциональное числу импульсов преобразователя 8 напряжения, поступающих с колебательного контура через Формирователь 5 импульсов.

Когда напряжение U0 превысит напряжение U,, , срабатывает компаратор, в результате чего к выходу выпрямителя 22 блока 4 питания подключается ключом нагрузочный резистор, через который проходит дополнительный ток, т.е. происходит отбор дополнительной мощности от вторичной обмотки трансформатора 7. А это приводит к изменению насыщения 35 сердечника 21, что вынудит преобразователь 8 напряжения генерировать импульсы с периодом Т2 (фиг. 2б), так как изменится сопротивление магнитному потоку, выходящему из сердечника трансформатора преобразователя 8 напряжения, проходящему воздушный зазор между вращающимся объектом и сердечником трансформатора преобразователя 8 напряжения, и пронизывающего индуктивность колебательного контура. После окончания цикла формирования опорного напряжения U0 генератором 3 опорного Напряжения оно становится снова меньше, чем U4, и цикл измерения повторяется.

Описанные изменения периодов (Т1 и Т2) следования импульсов фиксируются частотным детектором 9 (фиг. 2в), который управляет счетчиком Ю импульсов, благодаря чему последний подсчитывает импульсы с периодом Т1, количество которых пропорционально напряжению и, и соответственно измеряемой температуре.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее расположенные на вращающемся объекте преобразователь температура - напряжение, выход которого подключен к первому входу компаратора, блок питания, вход которого соединен с резонансным LC-контуром, катушка индуктивности которого является вторичной вращающейся обмоткой воздушного трансформатора, первичная неподвижная обмотка которого соединена с преобразователем напряжения, индикатор, о т- личающе е ся тем, что, с це5155

лью повышения точности измерения, в него введены расположенные на вращающемся объекте генератор опорного напряжения и формирователь импульсов и неподвижно расположенные частотный детектор и счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения и входом частотного детектора, управляющий

вход подключен к выходу частотного детектора, а выход соединен с индикатором, при этом вход генератора опорного напряжения соединен через формирователь импульсов с выходом резонансного LC-контура, а выход подключен к второму входу компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока питания.

фиг. 2

21