Устройство для бесконтактного измерения преимущественно температуры вращающихся элементов машин Советский патент 1980 года по МПК G01K13/08 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения, преимущественно температуры вращающихся элементов мгииин. Известно устройство, содержащее в качестве датчика измеряемой температуры вращающегося объекта термистор, включенный в резонансный контур, образованный вращающимися индуктивностями, одна из КОТОРЫХ посредством индуктивной связи через неподвижную катушку связана с высок частотным генератором накачки коле баний в контуре, а вторая посредством индуктивной связи через вторую неподвижную катушку связана с приемником затухающих колебаний в контуре, которые зависимы , от шунтирующего воздействия термистора и являются таким образом аналогом измеряемой температуры вращающейся детали 1. Недостатком устройства является его невысокая точность, обусловлен двумя нестабильными индуктивными связями 1с генератором и приемником) . Кроме того, такое устройств можно применитьтолько для измерения температуры с помощью термисто ров, т.е. в ограниченном диапазоне температур. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бесконтактного измерения преимущественно температуры элементов машин, содержащее установленные на . вращающемся элементе датчик температу-ры,подключенный k варикапу, катушке индуктивности и фотоварикапу, а также генератор высокочастотных колебаний и блок регистрации, оптически связанный с фотоварикапом,размещенными на не.подвижном блоке 2 . Недостатки устройства - малая разрешающая способность, невозможность стабилизации частоты генератора, так как ее величина является аналогом измеряемого параметра. Следствием указанных недостатков является погрешность особенно при измерении быстропротекающих процессов. Цель изобретения - повышение точности измерений параметров вращающихся элементов машин. Указанная цель достигается тем, что в устройство введена светодиол, фотоприемник и преобразователь. при этом светодиод включен в разрыв между датчиком температуры и фотоварикапом, а выход фотоприемника, оптически связанного со светоди одом, подключен к входу преобразова теля, выход которого подключен к бл ре -истрации. го подключен к блоку регистрации. На чертеже показана схема устрой ства. Устройство измерения параметров вращающихся элементов машин содержит вращающийся и неподвижный блоки которые соответственно содержат дат чик 1 измеряемого параметра, ограничительное сопротивление 2, индуктивность 3, варикап 4, фотоварикап светодиод 6, неподвижную индуктивность 7, генератор 8 высокочастотных колебаний, фотосопротивление 9, преобразователь 10 сопротивление ток, регистратор 11 и светодиод 12. Устройство работает следующим образом. Вращающийся блок устройства пред ставляет собой резонансный колебательный контур, собственная резонансяая частота которого определяется индуктивностью 3, варикапом 2 и фотоварикапом 4. Благодаря индук тивной связи катушек 3 и 7 в контуре возбуждаются колебания частоты, соответствующей частоте генератора 8. Изменение емкости контура, обусловленное сигналом датчика 1, приводит к изменению его резонансной частоты, т.е. тока в контуре, а следовательно тока через диод 6 и яркости его свечения. Изменение яркости светодиода 6 ведет к изменению величины сопротивления фо тосопротивления 9, что в конечном счете приводит к изменению яркости свечения светодиода 12 и величины емкости фотоварикапа 5. В результате система приходит в свое равновес ное состояние. Но изменение тока в цепи колебательного контура фиксируется : регистратором так, как ток обратной связи в цепи преобразователь 10-регистратор 11-светодиод 12, который является аналогом сигнала напряжени датчика 1, т.е. аналогом измеряемог параметра. Высокая точность и разрешающая способность устройства, его помехоустойчивость против воздействия магнитных и электромагнитных полей обеспечиваются значительным уровнем высокочастотных колебаний генератора 8, неотъемлемым требованием к которому является и стабильность его частоты, например, путем использования кварцевых генераторов и т.д. Что же касается оптических и обратных связей устройства, то стабильность и помехоустойчивость против магнитных и электромагнитных полей в них обеспечивается самой природой этих связей. Все это позволяет сделать вывод о высоких метрологических характеристиках предложенного устройства. Формула изобретения Устройство для бесконтактного измерения преимущественно температуры вращающихся элементов машин, содержащее установленные на вращающемся элементе датчик температуры, подключенный к варикапу, катушке индуктивности и фотоварикапу, а также генератор высокочастотных колебаний и блок регистрации, оптически связанный с фотоварикапом, размещенные на неподвижном элементе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введены светодиод, фотоприемник и преобразователь,при этом j светодиод включен в разрыв между датчиком температуры и фотоварикапом,а выход фотоприемника, оптически связанного со светодиодом, подключен к входу преобразователя, выход которого подключен к блоку регистрации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Богаенко И.Н. Контроль температуры электрических машин, Киев,Техника, 1975, с. 116-117. 2.Авторское свидетельство СССР О 489001. кл. G 01 К 13/08, 1974 (прототип).