Устройство для измерения зазорови ВибРАций Советский патент 1981 года по МПК G01R19/04 G01B7/14 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений и вибраций электропроводящих объектов без механического контакта с ними.

Известно устройство для измерения зазоров между внхретоковыми преобразователем и электропроводящим объектом. Измерительное устройство включает в себя генератор, который содержит резонансный контур, образованный конденсатором и катушкой вихретокового преобразователя. Для получения линейной зависимости выходного напряжения от измеряемого зазора применяется линеаризующая схема, чувствительная к изменению амплитуды напряжения генератора при изменении зазора и построенная на основе полупроводниковых диодов l.

Недостатком известного устройства является.низкая точность измерения, обусловленная нестабильностью вольтамперных хс1ракт.еристик полупроводниковых диодов линеаризующей схемы.

Известно также устройство для измерения расстояний между датчиком и контролируемым объектом. Устройство .состоит из генератора,содержащего

ряд резонансных контуров, параметрического вихретокового преобразователя, включенного в колебательный контур, и дифференциального усилителя напряжения на двух транзисторах со стабилизатором тока. Включение вихретокового преобразователя осуществляется таким образом, что потери мощности в резонансной схеме пропор0циональны эффективному последовательному ее сопротивлению. При этом амплитуда колебания тока в резонансной схеме изменяется обратно пропорционально по отнршению к эффективному последовательному сопротивлению, благодаря чему достигается лийейная зависимость выходного напряжения устройства от контролируемого зазора 2.

0 Недостатком устройства является зависимость параметров резонансных контуров от изменения параметров окружающей среды (главным образом температуры), что понижает точность

5 измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, включающее в себя генератор синусоидальных колебаний, вих-0 ретоковый преобразователь и электронную схему, состоящую из двух каналовкансша измерения вибропроцессов и канала абсолютного зазора.

Канал абсолютного зазора включает в себя компенсатор переменного тока усилитель, детектор, фильтр нижних. частот и стрелочный индикатор. Для получения линейной зависимости выходного напряжения в канал абсолютного зазора входит .также линеаризующая цепь, действие которой основано на нелинейности начального участка вольтамперных характеристик полупроводниковых диодов. Канал измерения вибропроцессов состоит из компенсаторов переменного тока, noViocoвого усилителя с- регулируемым коэффициентом усиления, детектора,фильтра нижних частот и осциллографа. Причем для обеспечения постоянства чувствительности устройства к вибрациям при изменении абсолютного зазора изменяется коэффициент усиления полосового усилителя в зависимости от изменения напряжения на выходе канала абсолютного зазора з.

Недостатком устройства является недостаточная точность измерения, обусловленная использованием в линеаризующей цепи полупроводниковыхзлеме нтов.

Цель изобретения - повышение точности измерения, обеспечение возможности представления результатов измерения в цифровой форме.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения зазоров и вибраций, содержащее.последовательно соединенные генератор высокой частоты, вихретоковый преобразователь и детектор, дополнительно введены два диода и два накопител ных конденсатора, разрядный резистор, два управляемых ключа, логическая ячейка, формирователь прямоугольных импульсов, счетчик, формировател задержанного импульса, компаратор, причем выход детектора соединен с первым накопительным конденсатором через диод, с другим накопительным конденсатором через последовательно соединенные первый управляемый ключ и второй, диод, а также с логической ячейкой, накопительные конденсаторы подключены ко входам компаратора, разрядный резистор подключен к первому накопительному конденсатору с помощью другого управляемого клича, вход формирователя прямоугольных И1 и1ульсов соединен с выходом вихретокового преобразователя, а выход со счетным входом счетчика, управляниций вход которого соединен с выходом логической ячейки, выход счетчика соединен с управляющим входом первого управляемого ключа и с формирователем задержанного импульса, выход которого подключен к управляющему входу другого управляемого ключа.

На чертеже представлена структурная схема прибора.

В устройстве выход генератора 1 высокой частоты соединен с вихретоковым преобразователем 2, выход которого соединен со входом детектора 3, выход детектора 3 подключен через диод 9 к накопительному конденсатору 11, к точке соединения диода; 9 и накопительного конденсатора 11 подключен разрядный резистор 13 и один вход компаратора 4, второй вывод резистора 13 подключен кключу 14, к выходу детектора подключен также через ключ 15 и диод 10.другой запоминающий конденсатор 12 и второй вход компаратора 4. К выходу детектора 3 подключен также вход логической ячейки 5, выход которой подключен к управляющему входу счетчиков, счетный вход счетчика 6 соединен с выходом формирователя 7 прямоугольных импульсов, вход которого соедине с входом детектора 3, выход счетчика 6 подключен к управляющему входу ключа 15 и к входу формирователя 8 задержанного импульса, выход последнего соединен с управляющим входом ключа 14.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С генератора 1 высокой частоты напряжение поступает на вихретоковый преобразователь 2, параметры которого функционально связаны с зазором между вихретоковым преобразователем

2и объектом контроля. В результате вибросмещений объекта контроля высокочастотное напряжение на вихретоковом преобразователе оказывается модулированным. Это модулированное напряжение детектируется детектором 3 и через диод 9 поступает на запоминающий конденсатор 11, который заряжается до напряжения и U максимальное значение модулирующего .напряжения). При этом на выходе компаратора формируется передний фронт выходного импульса. Огибающая, соответствующая вибросмещениям контролируемого объекта с выхода детектора

3поступает также на вход логической ячейки 5, где происходит выделение минимального значения огибающей. В момент времени, соответствующий минимальному значению огибающей, на выходе логической ячейки 5 появляется импульс, который поступает на управляющий вход счетчика б, на счетный вход которого с выхода формирователя 7 прямоугольных импульсов поступают прямоугольные импульсы сформированные из высокочастотного напряжения на выходе вихретокового преобразователя 2. В момент прихода на управляющий вход счетчика 6 им:пульса с логической ячейки 5 на его выходе появляется импульс, который