Устройство для преобразования температуры вращающихся объектов в электрический сигнал Советский патент 1990 года по МПК G01K13/08 

Изобретение относится к измери- тепьной технике, в частности к устройствам для измерения температуры и скорости вращающихся объектов раз- личных механизмов и агрегатов

Цель,изобретения - повьшение точности измерения, а также обеспечение возможности измерения скорости вращения объектов и упрощение устройства,

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит расположенньш на вращающемся объекте термопреобразователь 1 сопротивления, первый 2 и второй 3 вращающиеся конденсаторы, неподвижно расположенный усилитель 4 первый резистор 5 с сопротивлением R- , второй резистор 6 с сопротивлением Rg, первый амплитудный детектор 7, блок 8 вычитания, второй амплитудный детектор 9 и опорный источник 10 напряжения,

I Вращающиеся конденсаторы 2 и 3 выполнены в виде полуколец, располо- женных на вращакщемся объекте, и неподвижно При вращении их емкость изменяется от максимального значения Д° минимального значения

мин ,,

Устройство работает следующим образом,..

В момент, когда полукольца вращающихся конденсаторев на вращаю-. щемся объекте расположены в противоположной стороне от полуколец на стационарной части, надряжение на вы ходе усилителя имеет вид

П - ТТ --- t

вк)(, R

где U|j - напряжение на выходе источника 10 опорного напряжения} Rj и R, - соответственно сопротив-

ление резисторов 5 и 6, . и запоминается .в амплитудном детекторе 7, При этом .сигнал на выходе блока 8 вычитания равен нулю, так как на его входы поступают одинако- вые сигнапЫе

- При дальнейшем вращении полукольца вращающихся конденсаторов располгаются один против другого, их емкость увели швается до максимально- го значения,

В момент входа полуколец в зацеление сигнал на выходе усилителя 4 может быть определен из выражения

Ue.,x,.(P) и„, К(Р),

Z(P) где К(Р) п козффициент пере5 дачи усилителя 4 в

операторной форме;

Z(P) - операторное сопротивление цепи, составленной из параллельно включенных резистора 6 и последовательной цепи из емкостей вращающихся конденсаторов 2 и 3 и термопреобразователя 1 сопротивления в

Сопротивление резистора 6 должно быть много большим сопротивления термопреобразователя I сопротивления, В этом случае максимальная амплитуда выходного сигнала операционного усилителя 4 определяется выражением

UB.-.(t) - и,„

. -LJ

где R(T) - сопротивление термопреобразователя 1,

На выходе блока 8 вычитания напряжение для этого момента времени равно

35

Г .n(-|t

Jill

R

45

д

0

и зафиксируется во втором амплитудном детекторе 9, ,

Таким образом, напряжение на вы- ходе амплиг удного детектора 9 прямо пропорционально температуре объекта, а частота измерений напряжений на выходе блока вычитания пропорциональна скорости вращения объекта.

Формула изобретения

Устройство для преобразования температуры вращагацихся объектов в электрический сигнал, содержащее расположенный на объекте термопреобразо- ватель сопротивления, подключенньш через конденсаторы к входу и выходу неподвижно расположенного усилителя, блок вычитания, отличающее- с я тем, что, с целью повьшения точности измерения , в него введены два амплитудных детектора, два резистора и источник опорного напряжения, пер515976056

вый вывод которого соединен с общейтудный детектор к входам блока вычи- шиной устройства, а второй выводтания, выход которого соединен с через первый резистор подключен квходом второго амплитудного детектора, входу усилителя, между входом и вы-при этом обкладки конденсаторов выходом которого включен второй резис-полнены в виде двух полуколец, рас- тор, а выход урилителя подключен не--положенных соответственно на вращаю- посредственно и через первый амппи-щейся и стационарной частях объекта.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения температуры, а также обеспечить возможность измерения скорости вращения детали. Когда полукольца вращающихся конденсаторов 2 и 3 на вращающемся объекте расположены в противоположной стороне от полуколец на стационарной части, напряжение на выходе усилителя 4, к входу которого через резистор 5 подключен опорный источник напряжения 10, не зависит от сопротивления термопреобразователя сопротивления (ТС) 1, установленного на вращающемся объекте. В момент входа полуколец вращающихся конденсаторов в зацепление сигнал на выходе усилителя 4 пропорционален значению сопротивления ТС 1. Блок вычитания совместно с амплитудным детектором 7 формирует сигнал, пропорциональный изменению сопротивления ТС 1, который запоминается в амплитудном детекторе 9. Сигнал на выходе блока вычитания 8 изменяется с частотой вращения детали. 1 ил.