Устройство для измерения динамических параметров элементов вращающихся объектов Советский патент 1991 года по МПК G01D5/12 

f (61) 1027520

(21)4686497/10

(22)28.04.89

(46) 28.02,91 о Бюл. № 8

(71)Уфимский авиационный институт имо С.Орджоникидзе

(72)А.В.Губин, В.А.Мальцев, В.Ф.Проценко и С.С.Торопов (53) 531.71(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1027520, кл« G 01 D 5/12., 1983.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ

(57)Изобретение относится к информационно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения

путем улучшения соотношения сигнал/помеха на входе регистрирующего блока. Это достигается благодаря подключению к выходу генератора 6 напряжения прямоугольной формы последовательно соединенных дополнительного резистора 16, катушки 17 индуктивности и дополнительной обмотки 11 передающего токосъемника 7„ При соответствующей фазировке обмоток 8 и 11 и выборе параметров схемы происходит полная компенсация потоков по форме, близкой к прямоугольной, создаваемых токами в этих обмотках. Поэтому на вход блока 15 регистрации передается информативный сигнал без составляющих сигнала прямоугольной формы. 2 ил.

Ј

(Л

7 ЧгJT

О5 СО

Ю J

оь

ю

Фиг.1

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, может быть использовано для измерения ди- намических параметров элементов вращающихся объектов и является дополнительным к авт„св,№ 1027520.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем улучшения соотношения сигналУпомеха на входе регистрирующего блока.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работыо

Устройство содержит питающий токосъемник 1 трансформаторного типа, содержащий первую обмотку 2, обмотку 3 обратной связи, первую подвижную обмотку 4, неинвертирующий усилитель 5 постоянного тока, генератор 6 прямоугольного напряжения, передающий токосъемник 7 трансформаторного типа, содержащий вторую подвижную обмотку 8, неподвижную обмотку 9, компенсирующую обмотку 10 и дополнительную обмотку 11, тензорезистор 12, расположенный на вращающемся объекте 13, второй неинвертирующий усилитель i14 постоянного тока, регистрирующий блок 15 и дополнительные резистор 16 и катушку 7 индуктивности.

Устройство работает следующим образоМо

На выходе генератора 6 формируется двуполярное напряжение прямоугольной формы с полупериодом,заведомо большим периода низшей частоты контролируемого параметра (фиг.2а). Это напряжение прикладывается к первичной обмотке 2 питающего токосъемника

1через низкое выходное сопротивление усилителя 5 и к последовательно соединенным резистору 16, катушке 17 индуктивности и .обмотке 11 передающего токосъемника 7. Приложенное

к неподвижной обмотке 2 питающего токосъемника 1 напряжение генератора 6 вызывает в ней ток, а в обмотке 3 - ЭДС взаимной индукции, значение которой отличается от приложенного напряжения на величину падения напряжения на распределенном активном сопротивлении первичной обмотки 2„ Обмотки

2и 3 намотаны скрученными вместе проводами с одинаковым количеством витков и включены, поэтому ЭДС взаим ной индукции компенсирует ЭДС самоиндукции первичной обмотки 2. Падение напряжения на активном сопротивлении

:

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

обмотки 3 исключается применением усилителя 5 -с большим входным сопротивлением.

Таким образом, на вход усилителя 5 действует напряжение, равное падению напряжения на распределенном активном сопротивлении первичной обмотки 2, которое суммируется с напряжением генератора 6 напряжения прямоугольной формы и компенсирует падение напряжения на распределенном активном сопротивлении неподвижной обмотки 2. Это позволяет исключить влияние распределенного активно- но сопротивления и передать на первую подвижную обмотку 4 (при отсутствии индуктивности рассеяния питающего токосъемника I) напряжение, точно соответствующее напряжению генератора 6 .напряжения прямоугольной формы.

Наличие индуктивностей рассеяния первичной обмотки 2 и первой подвижной обмотки 4 питающего токосъемника 1 приводит к тому, что. напряжение, индуктируемое в первой подвижной обмотке 4, имеет форму, близкую к пря- моугольной, из-за конечного времени нарастания фронтов (Фиг.26), Под действием этого напряжения через тензо- резистор 12 протекает ток соответствующей формы. При этом вершины импульсов тока промодулированы информативным током, вызванным изменением сопротивления решетки тензорезистора 12 под действием контролируемых дефорт маций. Этот ток, протекая по второй вращающейся обмотке 8 передающего токосъемника 7, вызывает в его магнитопроводе поток соответствующей формы (фиг.2в). В дополнительной обмотке 1I передающего токосъемника 7 при соответствующем выборе значений сопротивления дополнительного резистора 16 и индуктивности катушки 17 протекает ток одинаковый по форме с током через тензорезистор 12. При соответствующей фазировке обмоток 8 и Л поток (фиг.2г), создаваемый током в дополнительной обмотке 11, будет в противофазе с потоком, вызванным током во второй подвижной обмотке 8. Если при этом, ампервитки обмоток 8 и И равны, то потоки по форме, близкие к прямоугольной, скомпенсируют ся , и на неподвижной обмот ке 9 передающего токосъемника 7 будет индуктироваться только напряже, 5|

ние, пропорциональное информативному току (фиг.2д).

Напряжение, поступающее на вход второго неинвертирующего усилителя 14 постоянного тока с большим коэффициентом усиления, не содержит составляющих напряжения прямоугольной формы. Выходное напряжение второго усилителя 14 постоянного тока вызывает поток в компенсирующей обмотке 10. При указанной разметке концов обмоток 9 и 10 магнитные потоки, создаваемые токами в них, компенсируются Напряжение на выходе усилителя 14 постоянного тока и входе регистрирующего блока J5 пропорционально информативному току через тензоре зистор и не содержит составляющих напряжения прямоугольной формы.

U/r

631276

Формула

изобретения

Устройство для измерения динами- ческих параметров элементов вращающихся объектов по авт.св. № 1027520, отличающееся тем, что, с целью повышения точности / измерения устройства путем улучшения соотноше- ния сигнал/помеха на входе регистрирующего блока, в него введены включенные между входами генератора напряжения прямоугольной формы и инвертирующего усилителя постоянного тока соединенные последовательно дополнительная неподвижная обмотка передающего токосъемника трансформаторного типа, резистор и катушка индуктивности.

Фиг. 2