Устройство для измерения параметров вращающихся деталей Советский патент 1980 года по МПК G01K13/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может бьпь использовано для измерения различных параметров вращающихся, объектов, например, температуры. По основному авт. св. № 591723 извесогно устройство, состоящее из резисторе датчика, последовательно соединенных туннельного длода и фотодиода, транзистора, база которото поделк ,чёна к свободному концу туннельного диода, генератора и источника питания, размещенных на вра1дающейся детали, а также источника света, авторегулятора и регистратора, расположен ньк неподвижно. Такое устройство позволяет измерять температуру с высокой точностью, например, погрешность измерения в диапазоне 270-320 К не превышала 0,2°К, что было достигнуто в основном за счет подачи на генератор с резистивным датчиком стабильиого напряжения только на время измерения. Однако функциональные возможности такого устройства ограничены из-за наличия только одной точки .измерения. Так, например, оно неприме1тмо для измерения перепада температур, Внем отсутствует возможность калибровки иэмерительного тракта в процессе измерений, что необходимо для дальнейшего повышения точности измерений. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, без существенного усложнения его конструкции. Цель достигается тем,что в предлагаемое устройство дополнительно введены транзистор, диод, и резистивный датчик, причем эмиттер дополнительного транзистора соединен с эмиттером имеющегося транзистора, база дополнительного транзистора через диод подключена к точке соединения туннельного диода с фотодиодом, а коллектор соединен с одним концом допол-, нительного резистивного датчика, другой конец которого подключен к точке соединения имеющегося режстийнбго датчика с генератором, а второй конец имеюц1егося резистивного датчика подключен к коллектору имеющегося транзистора. На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства, состоящая из основного реадсттаного датчика 1, генератора 2, источника питания 3, основного транзистора 4, рези стоpa 5, туннельного диода 6, фотодиода 7, катушек индуктивной связи 8 и 9, регулятора яркости 10 с устройством автоматики,, источника света И, регастрирующего прибора 12, дополнительных транзисторов 13, даода 14 и резистивного датщжа 15. Элементы с 1 по 8 и с 13 по 15 расположены на вращающейся детали, а элементы с 9 по 12 - на неподвижном основании. Устройство работает следующим образом. %стоТа генератора 2, являясь функцией измеряемого параметра, подводится посредством индуктивной связи к регистрирующему прибору. . Измерения начинаются с подачи питания на регулятор яркости 10, которьш постепе1шо увеличивает мощность исТоздшка света 11, освещающего фотодиод 7. Ток фотодиода 7, постепенно возрастая, открывает через туннельный диод 6 транзистор 4. Транзистор 13 в этб времл закрыт благодаря падению напряжения на ди оде 14. Ток коллектора транзистора 4 Протекает через резистивнь Й датчик 1 и генератор 2, частота генератора 2 является функцией сопротивления резистивного дат1шкз 1 и через катуш ки связи 8 и 9 подается на регулятор яркости 10. По мере дальнейшего увеличеютя освещенности фотодиода 7 он уменьшает свое со Я{)ОТйвЛени1г, увеличивая ток туннельного диода 6 до тех пор, пока этот ток не достигает тока максимума этого диода. При дастйженш тока 1йакШ й уШ сопротивление туннельного диода ббзрастает, падеьше напряженй на нем увеличивается, что приводит к уменьшению тока в базовой цепи транзистора 4 и закрьшанию этого транзистора, напряжение в точке соединегая фо тодиода с туннельным диодом возрастает; что приводит к открыванию транзистора 13, Ток коллектора протекает через резкстивныи дат/чик 15 и генератор 2. Частота генератора является теперь функцией сопротивлений резистив- ноге датчика 15. Таким образоМ, происходит дистандаойяое переключение резибтивных датчиков. В MOMeliT переключения происходит скач кообразное изменение частоты генератора 2, пр этом блок автоматики, входящий в состав регулятора яркости 10, прекращает увеличивать т«ощность источника света и выдает команду регистрирующему прибору 12 наизмерение час тоты сигнала генератора 2, являющейся фу1жци ей сопротивления резистивного датчика 15. По окончании измере шя частоты устройство автоSramkH вьжлнгчает источник -cseTia, а затем вйбВЬ его включает, но с яркостью несколько меньшей, чем яркость, при которой переключение резистивных датчиков. При повто ном включении блок аззтоматаки кбман ду регистрирующему прибору на измерение час тоты сигнала генератора 2, являющейся функцией сопротивле1шя резистивного датчика 1. По окончании измерения истопшк света 11 выключается до начала следующего измерения. При выключенном источнике света 1 сопротив-. леште фотод1 ода 7 велико, транзисторы 4 и 13 закрыты, и ток от источника 3 практически не потребляется. Как видно из описания, предложенное устройство позволяет измерять температуру в двух точках вращающейся детали или перепад температур между двумя точками. При необходимости измерения теьшературы с высокой точностью (более 0,1°К) вместо одного из резист шных датчиков включается образцовый резистор, и, измеряя частоту генератора при работе его с этим резистором,-можно ввести справку в измерения, исключающую влияние таких факторов как изменеЕгае напряжения источника питания, изменение температуры элементов устройства, центробежных ускорений, стаpeHJ-iH элементов устройства. Такая поправка обычно вводится в предположении, что зависимость частоты генератора 2 близка к линейной, а транзисторы 4 и 13 имеют одинаковые падения напряжегогй в цепи коллектор-эмиттер.. % Применение устройства с образцовым резистором позволяет повысить точность измерений в 1,5-2 раза по сравнению с устройством по основному авторскому свидетельству. Кроме того, предложенное устройство поз - воляет решить следующие задаш; . одновременного тензометрирования и измерения температуры в зоне наклейки тензо-. датщ1ка (при этом, coxpaHKiotcH и основные преимущества устройства по авт. св. № 591723); обеспечения работь устройства при стабильном напряжении питатгая, которое не зависит : от расстояния доисточника света и температуры окружающей среды; обеспечения Питания резистивных дагшков импульсным тбком, когда время измбре П1я во много раз меньше времени между измерениями, что дает малый разряд источника тока и т.д. Погрешность измерений температуры, вносимая предложенным устройством, не превышала 0,1° К в диапазоне температур 270-320° К. Формула изобретения Устройство для измерения параметров вращающихся деталей по авт. св. № 591723, о тличающееся тем, что, с цельно расширения функциональных возможностей, в него д6пЪЛ5штельнб вйёдены транзистор, диод и резистивиьтй датчик, причем эмиттер дополнительного транзистора соединен с эмиттером имеющетося транзистора, база дополнительного транзистора через диод подключена к точке соединения ту1шельного диода с фотодиодом, а коллектор соединен с ковдом дополнительного резистивпого датчика, другой конец которогоподключен к точке соединения имеющегося резистивного датчика с генератором, второй ко Иец имеющегося разистивнсуо датчика подключен к коллектору имеющеготранзистора.