Устройство для измерения температуры вращающихся объектов Советский патент 1991 года по МПК G01K13/08 

W.

и

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения температуры вращающихся объектов за счет повышения помехозащищенности. На вращающемся диэлектрическом диске 1 размещены дополнительные катушки 3, каждая из которых соединена последовательно с соответствующими термопреобразователем и передающей катушкой. Приемная и компенсационная катушки 5 и 8 установлены на неподвижном основании и разнесены в пространство так, что их поля не влияют друг на друга. Генератор 9 вырабатывает линейно нарастающий ток. Блок 10 синхронизации фиксирует момент компенсации токов. Величина тока генератора 9 в момент компенсации пропорциональна температуре. 4 ил. i

с WW4

Зз/

т

фцг.1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения температуры вращающихся объектов с помощью датчиков малых постоянных Напряжений и бесконтактных токосъемников индукционного типа.

Цель изобретения - повышения точности измерения за счет увеличения помехозащищенности.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - схема размещения элементов устройства; на фиг.З - вариант конструкции компенсационной катушки; на фиг.4 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство (фиг«1, 2) содержит диэлектрический диск 1, который крепится к вращающемуся объекту. На диске равномерно по окружности радиуса RI установлены передающие катушки 2.1,...,2.1,...,2.п по числу датчиков. Дополнительные катушки 3.1,...,3.1,...,3.п расположены по окружности меньшего радиуса R2 посередине между передающими. Каждая пара катушек (например, катушки 2.1 и 3.1) соединена между собой последовательно и поключена к соответствующему датчику 4.1 (термопреобразователю) . На неподвижном основании (статоре) установлена приемная катушка с двумя секциями 5.1 и 5.2 обмотки. Обмотки приемной катушки выполнены на магнитопроводе 6 и установлены симметрично по обе стороны диэлектрического диска 1 соосно с передающей катушкой 2.1. Обмотки приемно катушки 5.1, 5.2 электрически соединены между собой согласно и подключе ны к измерительному прибору 7. На том же неподвижном статоре установ- лена компенсационная катушка из двух секций 8.1, 8.2, которые также электрически соединены между собой согласно, расположены симметрично по обе стороны от диэлектрического диска и подключены к генератору 9 ли- нейно нарастающего тока.

Форма компенсационной катушки такова, что ее витки расположены вдоль линии, образованной центрами вращающихся дополнительных катушек (фиг.2, 3),ч Длина компенсационной катушки и, следовательно, длина ее витка составляет четыре - пять диа- метр.ов дополнительной катушки 3.1.

0

0

5

30

5

35

40

45

50

Приемная и компенсационная катушки установлены так, что когда катушка

Блок синхронизации установлен на неподвижном статоре и состоит, например, из двух частей: источника 10.1 света и фотоприемника 10.2. Источник

на расстоянии 1/2 (фиг.2) от приемной катушки 5, а дополнительная катушка 3.1 входит в зону действия поля компенсационной катушки 8. Выход блока синхронизации соединен с , управляющим входом генератора 9.

Описание работы устройства приведено на примере 1-го канала. ЭДС тер- мопреобразователя (термопары) вызывает постоянный ток в цепи последовательно соединенных катушек 2,1 и 3.1. Это ток возбуждает в катушках магнитное поле, индуцирующее в приемной катушке 5 двуполярный импульс ЭДС (фиг.4а) при прохождении передающей катушки между секциями 5.1 и 5,2 приемной. Амплитуда импульса контролируется измерительным прибором 7. Сброс и запуск генератора 9 линейно нарастающего тока происходит синхроимпульсами (СИ) (фиг.4б), которые вырабатываются блоком 10 синхронизации при прохождении синхроотверстия между источником 10.1 света и фотоприемником 10.2. Генератор 9 вырабатывает линейно нарастающий ток (фиг.4в) в течении интервала времени Ј. В течение этого времени дополнительная катушка 3.1 находится в зоне действия поля компенсационной катушки 8. Так как витки компенсационной катушки уложены вдоль линии окружности, образованной центрами дополнительных вращающихся катушек, то магнитное поле между секциями 8.1, 8.2 является равномерным. При подаче на компенсационную катушку линейно нарастающего тока поле между секциями 8.1, 8.2 является равно-- мерным линейно нарастающим.

i

При достаточной длине витков компенсационной катушки компенсирующее поле на интервале Ј не зависит от скорости вращения диска 1. В дополнительной катушке 3. i при- этом наводится постоянная ЭДС, которая вычитается ид ЭДС датчика 4.1. Поэтому в приемное катушке 5 будет индуцирован сигнал (фиг.4а), амплитуда которого пропорциональна разности ЭДС датчика и ЭДС, наведенной компенсационной катушкой. При равенстве этих ЭДС достигается их компенсация, амплитуда сигнала в приемной катушке при этом равна нулю. По скорости нарастания тока генератора 9 при достижении компенсации судят об ЭДС датчика.

Устройство обладает высокой помехозащищенностью за счет применения выполненной на магнитопроводе приемной катушки и разнесения в пространстве приемной и компенсационной катушек.

Формула изобретения Устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее расположенный на валу вращающегося объекта диэлектрический диск с размещенными на нем равномерно по одной окружности передающими катушками, к которым подсоединены термопреобразователи, две последовательно

соединенные секции неподвижной приемной катушки, установленные симметрично по обе стороны от плоскости вращения передающих катушек, соосно с одной из них, и подключенные к измерительному прибору, две секции компенсационной катушки, установленные неподвижно по обе стороны от плоскости вращения передающих катушек симметрично этой плоскости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительные катушки по числу термопреобразователен, расположенные

на диэлектрическом диске на одной окружности меньшего радиуса, чем передающие катушки, магнитопровод, на котором размещена неподвижная приемная катушка, генератор линейно нарастающего тока, соединенный последовательно с компенсационной катушкой, и блок синхронизации, вы:;од которого соединен с управляющим входом генератора линейно нарастающего тока, при этом каждая дополнительная катушка

соединена последовательно с соответствующими передающей катушкой и термопреобразователем и установлена посередине между соседними передающими катушками, а оси симметрии одной из дополнительных катушек и витков секций компенсационной катушки пересекаются в центре витков последних.

a

СИ.1

at

Фиг.З

СИ.Н