Устройство для бесконтактной передачи измерительных сигналов Советский патент 1980 года по МПК H01R39/00 G08C9/04 

I

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении и энергетике для бесконтактной передачи электрических измерительных сигналов с вращающегося объекта на неподвижный в системах контроля и регулирования предельных режимов работы и температуры.

Известны преобразователи индуктивного типа для бесконтактной передачи электрических измерительных сигналов переменного тока, содержащие неподвижный и вращающийся магнитопровод с обмотками, расположенными аксиально или соосно .

Большие потоки рассеяны и сильное влияние на коэффициент передачи неизбежных при работе взаимных смещений неподвижной и вращающейся частей таких преобразователей приводят к тому, что они имеют низкий КПД и плохие метрологические характеристики.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь для бесконтактной передачи электрических измерительных сигналов с вращающихся объектов с улучщенными энергетическими и метрологическими характеристиками, содержащий неподвижный магнитопровод, выполненный в виде двух ферромагнитных броневых сердечников с расположенными в их торцовых частях неподвижными обмотками, соединенными последовательно и согласно, и вращающуюся обмотку, расположенную на ферромагнитной вставке между неподвижными обмотками 2.

В этом преобразователе, благодаря замкнутой конструкции магнитопровода, потоки рассеяния невелики, что позволяет полу0 чить повыщенный КПД, а благодаря дифференциальному расположению вращающейся обмотки относительно секций неподвижной обмотки, коэффициент преобразования остается практически постоянным при возможных осевых и радиальных смещениях вращающейся части преобразователя.

Однако, в случае использования измерительной схемы с «трансформацией сопротивления этот преобразователь не может обеспечить удовлетворительной передачи измерительного сигнала. В этом случае сме20щения вращающейся обмотки при вращении оказывает существенное влияние на величину коэффициента трансформации при одном и том. же токе во вращающейся обмотке. Объясняется это изменением расстояния между обмотками и изменением из-за этого потокосцепления вращающейся обмотки с магнитными нотоками рассеивания неподвижных обмоток. Соответственно величина коэффициента передачи между неподвижными обмотками при одном и том же токе во вращающейся цепи существенно зависит от положения неподвижной обмотки.

Цель изобретения - повыщение стабильности коэффициента трансформации между неподвижными обмотками.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бесконтактной передачи измерительных сигналов, содержащ.ее магнитопровод, выполненный в виде двух цилиндрических чащек броневого типа, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями наружных частей, неподвижные обмотки, установленные на магнитопроводах и подвижную обмотку, установленную на ферромагнитной втулке между неподвижными обмотками, на внутренних торцах магнитопроводов установлены ферромагнитные щайбы с зазором относительно наружных частей магнитЬпроводов, на внутренней поверхности которых выполнен паз для размещения подвижной обмотки, причем одна неподвижная обмотка служит для подключения источника переменного тока, а другая - измерительного прибора.

На фиг. 1 схематически изображена конструкция преобразователя; на фиг. 2 - схема включения его в измерительную цепь.

Устройство для бесконтактной передачи измерительных сигналов с вращающегося объекта включает магнитопровод из двух неподвижных магнитопроводов в виде броневых сердечников 1 и 2, к внутренним торцах которых прикреплены плоские ферромагнитные шайбы 3 и 4, наружный диаметр которых меньше внутреннего диаметра наружных частей магнитопроводов на величину гарантированного зазора. Неподвижные обмотки 5 и 6 расположены в торцовых частях ферромагнитных броневых сердечников 1 и 2. Вращающаяся обмотка 7 расположена на ферромагнитной втулке 8, расположенной на валу преобразователя. Вращающаяся обмотка 7 входит в паз 9, выполненный по внутреннему диаметру наружных частей магнитопроводов 1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

При проведении измерений вращающаяся обмотка 7 замыкается на датчик 10 измеряемого параметра {терморезистор, тензорезистор), неподвижная обмотка, например, 5, подключается к источнику 11 переменного напряжения через резистор 12, обеспечивающий режим заданного тока, а вторая неподвижная обмотка 6 подключается к измерительному прибору 13 (фиг. 2).

Переменный магнитный поток, создаваемый током, протекающим по неподвижной об.мотке 5, замыкается по магнитопроводу преобразователя (фиг. 1). Этот поток замыкается в основном по магнитопроводу, что

обеспечивается сведением практически до нуля магнитных потоков рассеяния .с помощью плоских ферромагнитных щайб 3 и 4, и наводит во вращающейся обмотке 7 и неподвижной обмотке 6 соответствующую ЭДС. Коэффициент трансформации между неподвижными обмотками 5 и 6 определяется величиной сопротивления 10, на которое нагружена вращающаяся обмотка 7. При изменении величины его под влиянием измеряемого параметра, ток, протекающий по вращающейся цепи, создает магнитный поток, изменяющий основной на величину, пронорциональную величине изменения сопротивления резистора 10. Это приводит к изменению коэффициента передачи и у.меньщению ЭДС, наводимой в неподвижной обмотке 6.

° Определяя величину коэффициента трансформации можно однозначно судить о величине сопротивления резистора 10, т. е. о величине измеряемого пара.метра.

Возможные смещения вращающейся обмотки 7, благодаря малой величине потоков рассеяния, что обеспечивается введением плоских ферромагнитных шайб 3 и 4, практически не влияют на величину коэффициента трансформации между неподвижными. . обмотками 5 и 6. Выполнение паза 9 по внутреннему диаметру наружных частей магнитопроводов 1 и 2 и введение в него вращаю; щейся обмотки 7 позволяет дополнительно уменьшить влияние потоков рассеяния неподвижных обмоток на коэффициент транс5 фор.мации при смещениях вращающейся обмотки за счет увеличения обцхего сопротивления магнитной цепи на это.м участке и уменьщения возможности сцепления остающихся потоков рассеяния с вращающейся обмоткой.

Устройство позволяет существенно упростить измерительные схемы для проведения измерений на вращающихся объектах, так как появляется возможность использования только одного индуктивного преобразовате ля. Это обеспечивает уменьшение стоимости требуемых передающих индуктивных преобразователей почти в два раза. Кроме того существенно уменьщаются габариты устанавливаемых на вращающемся объекте элемен0 тов.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактной передачи из.мерительных сигналов содержащее магнитопровод, выполненный в виде двух цилиндрических чашек броневого типа, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями наружных частей, неподвижные об