Устройство для бесконтактного измерения скорости электропроводных тел Советский патент 1977 года по МПК G01P3/42 

1

Изобретение относится к технике электрических измерений неэлектрических величин п может быть применено для бесконтактного измерения вектора скорости электропроводящих объектов контроля.

В известных устройствах для бесконтактного измерения скорости в настоящее время все шире используются токовихревые датчики 1, 2, основанные на измерении изменений комплексного сопротивления обмотки на высоких частотах при приближении или перемещении электропроводных материалов вблизи обмотки. Однако, как правило, подобные датчики измеряют скорость лишь в одной плоскости. Кроме того, в известном устройстве 3 из-за нелинейности выходной характеристики вынуждены или уменьшать диапазон измерений при заданной точности или снижать требования по точности при расширении диапазона измерений.

Цель изобретения - разработка устройства для измерения величины и направления векторов скорости и ускорения и повышение точности измерения в широком диапазоне измерения скоростей.

Это достигается тем, что в устройстве токовихревой датчик снабжен измерительными обмотками, которые представляют собой две взаимно ортогональные пары миниатюрных Индуктивных зондов (объемом около 1 мм),

расположенных между оомоткой возоуждения и контролируемой поверхностью, а измерительная схема имеет два идентичных канала из последовательно включенных усилителей,

автокомиенсаторов нелинейности и измерителей знака проекций векторов скорости, при этом в нее введен канал управления, выполненный 3 виде управляемого высокочастотного генератора, связанного с входами автокомпенсаторОБ нелинейности и измерителей знака нроекций, блока отношений, подсоединенного к выходам измерителей знака проекций, и блока у.множения, входы которого подключены к выходу одного из автокомпенсаторов

и к выходам блока отношений, а выход - к входу управляемого генератора.

На чертел ;е представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит токовихревой датчик, состоящий из облМотки 1 возбуждения и четырех индуктивных зондов 2, и измерительную схему, включающую в себя два канала - измерителя проекций вектора скорости, в состав

которых входят балансные усилители 3, автокомненсаторы 4 нелинейности, измерители 5 знака проекций, а также канал управления из блока 6 отношений, блока 7 умножения, управляехмого генератора 8 н блока 9 регистрации вектора скорости.

При измерении индуктивные зонды 2 располагаются в непосредственной близости от контролируемой новерхности парами но взаимно ортогональным осям, причем зонды в нарах включаются таким образом, что с входными сопротивлениями балансных усилителей 3 образуют мостовые дифференциальные схемы. Расстояние между зондами каждой пары р и р2 - базы, определяются геометрией поля обмотки 1 возбуждения из условия одинаковой чувствительности каждой пары но осям. Обмотка возбуждения размещается над непосредственно измерительной частью датчика, образованной системой четырех зондов на расстоянии Y. Это расстояние определяется требуемой чувствительностью устройства, а также конструктивными особенностями и основным назначением обмотки возбуждения. Так, например, если использовать в качестве обмотки возбуждения обмотку индуктора двигателей, то расстояние Y онределяется величиной воздушного зазора системы статор-ротор. В этом случае измеряются величина и направление линейной скорости поверхности ротора.

С балансных усилителей 3 напряжения, пропорциональные проекциям вектора линейной скорости на орты, образованные базами PI и р2 индуктивных зондов 2, подаются в автокомненсаторы 4 нелинейности, амплитудночастотная характеристика которых поддерживается автоматически инверсной зависимости, иолученной с выхода балансных усилителей 3 во всем диапазоне измеряемых скоростей благодаря связи с управляемым генератором 8, Закон изменения частоты и амплитуды генератора задается блоком 7 умножения в соответствии с законом изменения величины скорости. С автокомпенсаторов 4 через измепители 5 знака проекций напряжения, пропорциональные проекциям вектора линейной скорости, нодаются в блок 6 отношений. Из него напряжение, пропорциональное угловому положению вектора линейной скорости, поступает в блок 9 регистрации и блок 7 умножения, где но одной из проекций и углу проводится вычисление модуля вектора скорости с последующей подачей информации на регнстрирующее )стройство. При использовании в качестве регистрирующего устройства электронно-лучевого осциллографа, можно на его экране непосредственно наблюдать положение вектора скорости в двумерной системе координат.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактного измерения скорости электропроводных тел, содержащее

токовихревой датчик с обмоткой возбуждения, подключенной к высокочастотному генератору, и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью измерения вектора скорости и повышения точности измерения, токовихревой датчик выполнен с двумя парами ортогональных измерительных зондов, а измерительная схема выполнена с двумя идентичными каналами из последовательно включенных усилителей, автокомпенсаторов нелинейности и измерителей знака проекций векторов скорости, при этом в нее введен канал управления, выполненный в виде унравляемого высокочастотного генератора, к выходу которого подключены входы автокомпенсаторов

нелинейности и измерителей знака проекций, блока отношений, нодключенного к выходам измерителей знака проекций, и блока умножения, входы которого подключены к выходам блока отношений и выходу одного автокомпенсатора нелинейности, а выход - к входу управляемого генератора.

Источники информации, принятые во вниманне при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 415582, кл. G 01Р 15/00, 1972.

2.Агейкин Д. И. и др. «Датчики контроля и регулирования. М., 1965, с. 73-91.

3.Авторское свидетельство СССР № 168947, кл. 42о 2/05, 1965,