Устройство для измерения деформаций вращающейся детали Советский патент 1982 года по МПК G01B7/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ДЕТАЛИ

Изобретшие относится к измерительной тех нике, в частности к электрическим тензометрам и может быть использовано в системах крят: роля за напряженным состоянием вращающихся деталей. Известно устройство для бесконтактного измерения механических, параметров врашамщихся деталей машии, содержащее тензорезистор, генератор, включенный на вход теизорезистЬра и схемы калибровки, выход которых подключен к циклическому коммутатору, соед№шиому с усилителем, источник тггания подайжного блока, два варикапа, которые вместе с катуижами индуктивности образуют варйкалноиндуктивны мост, в одну диагональ которого включен через вращающийся конденсатор усилительно-преобразовательный блок с регистром, а вторая диагональ моста подключена к генератору накачки моста 1. Недостатком известного устройства является сложность его конструкции при большом количестве теизорезисторов. Наи€юлее близким к изобретению по технической сущностн является устройство для измерения деформаций вращающейся детали, содержащее тензорезисторы, закрепляемые на детали, источник питания, подключенный к тензорезисторам, измерительный блок и беосонтактный токосъемник, выполненный в виде вращающегося конденсатора, подключенного к. теизорезйсторам 2.. Недостатками зтого устройства являются cno iaiocTb токосъема при большом количестве дагшков, а также сложность измерительной аппаратуры ввиду небольщой (как правило, не более 1000 пФ) емкости вращающегося конденсатора. Целью изoбJ eтeния является упрощение съема и обработки измеряе1 ых сигналов. Цель достигается тем, что токосъемшос выполнен в виде разрядника с неподвижным и подвижными электродами, закрепляемыми на детали и подсоединенными к одиим концам тензорезисторов, другие концы которых заземлены, а устройство снабжено индуктивноемкостным контуром, подключенным к неподвижному электроду и к одному из полюсов источника питания, другой полюс которого 3 заземлен через резистор, и формирователем синхронизирующих импульсов, подключенным к источнику питания, измерительный блок выполнен в виде распределителя сигналов, вход которого подключен к источнику питания и формирователю синхронизирующих импульсов, двух логических элементов И с двумя входами, одни из которых подключены к соответствующим выходам распределителя сигналов а другие соединены между собой и подключены к резистору, коммутатора, входы которого подключены к выходам логических элементов И, И-узла воспроизведения информации, подключенного к выходу коммутатора. Формирователь синхронизирующих импульсов может быть выполнен в виде устанавливаемого на оси вращающейся детали токосъём ника с подвижными заземленнь1ми электродами и неподвижным электродом, подключенным к источнику питания и распределителю сигналов. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - импульсные диаграммы. Устройство содержит тензорезисторы 1, закрепляемые на вращающейся детали 2, источник 3 питания, измерительный блок 4, токосъемник, выполненный в виде разрядника коронного разряда с неподвижным 5 и подвижг ными 6 электродами, закрепляемыми на детали 2 и подсоединенными к одним концам гензорезисторов 1, другие концы которых заземлены. Устройство также снабжено индуктивно-емкостчым контуром 7, подключенным к электроду 4 и к одному из полюсов источника 3 питания, другой полюс которого заземлен через резистор 8, и формирователем 9 синхронизирующих импульсов, подключенным к источнику 3 питания. Формирователь 9 синхронизирующих импульсов вьшолнен в виде устанавливаемого на оси детали 2 токосъемника с подвижными заземленными электродами 10 и неподвижным электродом 11, подклю ченным к источнику 3 питания. Измерительный блок 4 выполнен в виде распределителя 12 сигналов, вход которого подключен к источнику 3 питания и к электроду 11, логичес ких элементов И 13 и 14 с двумя входами, одни из которых подключены к соответствую щим выходам распределителя 12 сигналов, а другие соединены между собой и подключены к резистору 8, коммутатора 15, входы которого подключены к выходам логических элементов И 13 и 14, и узла 16 воспроижедешш информации, подключенного к выходу комму татора 15. Устройство работает следующим образом. При подаче импульса Ui (фиг. 2) напряже ния от источника 3 питания п})обивается воздушный зазор разрядника, чем обеспечивается 0 электрическое подключение тензорезисторов 1 к контуру 7. Вращение электродов 6 обеспечивает непрерывную деионизацию искрового промежутка. Поэтому сопротивление разрядника неизменно и зависит от величины воздушного зазора между электродами 5 и 6. После окончания импульса Uj (фиг. 2) от источник 3 питания контур 7 вместе с активным сопротивлением тензорезистора 1 переходит в режим ударного возбуждения, и на резисторе 8 выделяется затухающий колебательный импульс напряжения Ujr (фиг. 2), который поступает в измерительный блок 4. . Вращающийся разрядник с электродами 5 .и 6, кроме функщш съема тензометрического сигнала с вращающейся детали 2 обеспечивает фиксацию величины напряжения на зажимах тензорезисторов 1 на уровне напряжения пробоя Unp (фиг. 2) воздущного зазора. Поскольку изменение активного сопротивления тензорезистора 1 вызывает изменение затухания колебательного импульса Uj, то при фиксированном напряжении пробоя разрядника полезная информация содержится в количестве полупериодов колебательного импульса (J, имеющего длительность ty (фиг. 2). В измерительном блоке 4 импульс Uj анализируется в дафро-, вой (путем подсчета количества полупериодов) или аналоговой форме (путем измерения его длительности). Когда количество тензорезисторов больще единицы, измерительный блок 4 снабжается соответствующими блоками временной селекции. Число выходов распределителя 12 и число логических элементов И .13 и 14 выбирается равным числу тензорезисторов 1. Для синхронизации работы распределителя 12 и источника 3 питания на их входы подаются синхронизирующие импульсы от формирователя 9 синхронизируюищх импульсов, жестко связанного с вращающ€Йся деталью 2. Количество и пространственное расположение элементов формирователя 9 (на фиг. 1 изображены три элемента) должно соответствовать количеству и расположению тензорезисторов 1. Коммутатор 15 и узел 16 воспроизведения информации обеспечивают выбор соответствующего тензорезистора и воспроизведение информации. Вращающийся разрядник коронного разряда позволяет осуществить съем тензометрического сигнала и на постоянном токе. При этом структура измерительного блока сохраняется, но состав измерительной аппаратуры несколько изменяется. Экономическая эффективность от применения предлагаемого устройства, обеспечивается за счет упрощения съема и обработки тензометрического сигнала, снижения стоимости тен30 метрической аппаратуры.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t/f. /