Устройство для измерения температуры вращающихся объектов Советский патент 1982 года по МПК G01K13/08 

39 ционапьный ток; сложность устройства, в связи с иеобходимрстью введения индивидуальной коррекции отклонений парамет ров каждого канала токосъемного устройства от яоминальньгх значений, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее размещенные на вращающейся детали подвижные катущки индуктивности н подключенные к ним термопары, непод вижные катушки индуктивности, индикаторный прибор и компенсационные катущ ки, подключенные к регулирующему источнику постоянного тока j. Недостатками устройства являются невысокая точность измерения из-за вЛисяния изменения скорости вращения с ъекта на результат измерения, а также сложность, трудоемкость и больщие затраты времени по обеспечению многоканалького измерения температуры. Цель изобретения - повышение точности измерения и быстродействия уст- ройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее размещенные на вращающемся объекте термопары, подключенные к подвиж ным катушкам, неподвижные выходные катушки, подключенные ко входу усилителя, компенсационные катушки, подключенные к рег улируемому источнику посто янного тока, введены блок управления, счетчик числа каналов, блок выделения строб-импульса, счетчик числа оборотов объекта, преобразователи периода вращения объекта в код и кода в ток, блок умножения кодов, пороговый 6noi., блоки оперативной памяти и вывода ЦЙ ЗОБОЙ информации, 1ФИ этом выход блока вьще ления строб-нмпульса через последовате но соединенные преобразователь периода в код, блок умножения и преобразовател кода в ток соединен с компенсационным катушками, через последовательно соедн ненные блок управления, счетчик числа каналов соединен с адресным, а через счетчик числа оборотов объекта с мационным входом блока оперативной памяти, выход которого подключен ко входу блока вывода инфсрмацвв, выход усклителя через пороговый блок подклю чен ко входу разрешения зашюи блока i оперативной памяти, причем выход счет чика числа оборотов объекта дополяитель НО соединен с другим входом блока умнож ния На чертеже показана схема предлагаеого устройства. Устройство содержит термопары 1, асположенные на вращающемся объекте и одключенные к подвижным катущкам 2 есконтактного индукционного токосъемного устройства, выход которого - неповижная катушка 3 - подключен к послеовательно соединенным усилителю 4 и ороговому блоку 5, блок 6 въщеления строб-импульса, выход которого подключен к последовательно включенным блоку 7 управления и счетчику 8 числа кана лов, ко входам счетчика 9 числа оборотов объекта и преобразователя 10 периода вращения в код, выход которого через последовательно включенные блок 11 умножения и гфеобразователь 12 код в ток подключен к компенсационным катущкам 13. Выходы счетчика 8 числа каналов, счетчика 9 числа оборотов и порогового блока 5 подключены соответственно к адресному информационному входу и входу разрешения: записи блока 14 оперативной памяти, к выходу которого подключен блок 15 вывода информации. Устройство работает следующим образом. При вращении объекта на неподвижной катушке 3 индуктивности находится последовательность разнополярных импульсов, число которых за один оборот равно числу каналов измерения, а размах каждой пары разнополярных импульсов пропорционален разности ЭДС термопары соответствующего канала и ЭДС, наводимой в одной из подвижных катушек 2 полем компенсационных катушек 13. Фаза этих разнополярных импульсов определяется знаком разности ЭДС термопары каждого канала и ЭДС , наводимой полем компенсационных катушек 13. Величина измеренной ЭДС L-ой тер.мопбфы 1 определяется зависимостью . К;|1к.),(1) где к у, - коэффициент гфопорциональности, определяемый параметрами токосъемноге устройства; У) - скорость вращения объекта; Ijj. - величина тока в катушке 13, соответствующая моменту компенсации, т.е. отсутствию сигнала разбаланса на выходе неподвижной катушки 3; Т - период вращения объекта. Таким образом, из (l) следует, что величина компенсирующего тока зависит от скорости объекта. При вращении объекта блок 6 выдает один раз за каждый период вращения син хронизирующий строб-импульс, который поступает на блок 7 управления, на входы счетчика 9 и преобразователя Ю период вращения объекта в код. Блок 7 угфавления, выполняющий роль умножителя частоты вращения объекта, осуществляет деление каждого периода ращения объекта на равные гфомежутки времени, число которых задается равным числу рабочих измерительных каналов бесконтактного токосъемного устройства. Выходной код счетчика 8, на вход которого подаются выходные импульсы блока 7, в каждый момент времени соответствует номеру канала подвижной катушки токосъемного устройства 2, магнитное попе пересекает витки неподвижной катущки 3, Счетчик 9 осуществляет периодический монотонный подсчет числа оборотов вращающегося объекта от нуля до некоторого максимального числа Ы/) (О Ыу, N Tioix) с последующей уста новкой его в нулевое состояние. Величина N yyjQj определяется необходимой точностью измерения ЭДС измерительных термопар 1. Преобразователь 10, вьшолненный, нащ)имер, по принципу подсчета числа импульсов эталонной частсугы, разместившихся в щэомежутке времени между двум соседними строб-импульсами, выдает на выходе код N2. 1 пропорциональный периоду вращения, т.е. N2.KaT, коэффициент гфеобразования где к гфеобразователя 1О; Т - период вращения. Выходные коды гфеобразователя 10 и счетчика 9 перемножаются блоком 11умножения, выходной код которого гфеобразуется гфеобразователем 12 в Щ)опорцнональный ток ,,N,Vl4-Ka.XjNiT,-.(3 где к - коэффициент преобразования преобразователя 12. Подставив (з) в (l) получим ,-(4) откуда следует, что в момент компенсаци код будет однозначно О1феделять ве личину измеренной ЭДС - и не зависит от скорости вращения объекта. Величина постоянного коэффициента к J, может быть выбрана из 1 1 сображений получения кода М,- , численно равного действительному значению измеренной ЭДС. При вращении объекта с появлением строб-импульса на выходе счетчика 9 устанавливается определенный код, а следовательно, и ток в компенсационной катущке 13, и последовательно в подвижных катушках 2 наводится ЭДС компенсации. Сигнал разности ЭДС термопары к компенсации усиливается усилителем и сравнива- ется пороговым блоком 5 с некоторым заданным уровкем. В случае, если сигнал некомпенсацки меньше заданного уровня, блок выдает снгкал Ра ещения записи на блок 14 оперативной памяти, в который записывается по номеру канала, в котором произошла компенсация ЭДС (Адрес с выхода счетчика 8) величина кода компенсации, численно рав- ного измеряемой ЭДС (Информация с выхода счетчика 9). Выходной код счетчика 9 каждом объекта изменяется на единицу, а ток кох пенсации - на единицу дис1фвтности. За Н;,„сп( оборотов ЭДС компенсация изменяется от О до at блоке 14 будут записаны по соответствующимадресам коды ЭДС компенсации всех измерительных каналов токосъемного устройства. Применение предлагаемого устройства . обеспечивает высокзгю чувствительность и точность ЭДС термопар, прясущие компевсаднонному методу измерения; исключение влвяния изменения сощх тивлений т мопар, сопротивления подвижных 1 :атущек в конструктивных параметров каналои токосъемного устройства на точность измерения температур; получение -. информации в цифровом веде; исключение влияния измерения скороств ащення объекта на точность взм евия; высокое быстродействие и автоматизацию мшзгоканального измерения врашшошегося объекта. Использование устройства для точвого измерения температур труднодоступных объектов, вращающихся с высокими скоростями, позволит получить значительный экономический эффект. Формула изобретения Устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее р&эмещенные на вращающемся объекте пары, подключенные к подвижным катушкам, неподшокные выходные катущки, подключенные S.O входу усилителя, компенсационные катушкй, подключенные к регулируемому источнику постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью ловышеяйя точности и быстродействия устройства, в него введены блок управления счетчик числа каналов, блок вьщеления строб-импульса, счетчяк числа оборотов объекта, преобразбвателн периода вращения объекта в код и шжа в ток, блок умножения кодов, nqpceOBbtft блок, блоки оперативной памяти и вьюода цифровой информации, 1ФИ этом выход блока выделения строб-импульса через последовательно соединенные 1Ц)есЙрааоватвль период в код, блок умножения и гфеобрваователь код в код соедвнеи с компевсаивовными катушками, через псюледоватепьно

соединенные блок управления, счетчик чясла каналов соединен с адресным, а через счетчик числа оборотов объекта с информационным вхсадом блока оперативной памяти, выход которого подключен ко входу блока вывода информации, выход усилителя через пороговый блок подключе ко входу разрешения записи блока оперативной памяти, причем выход счетчика числа оборотов объекта дополнительно соединен с другим входом блока умножения.

Источники инфqpмaции, щэинятые во внимавие 1фн экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 657277, кл. (ЬО1 К 13/08, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 53О202, кл. G О1 К 13/О8, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР № 728ООЗ, кл. G О1 К 13/08, 1977 (прототип).