Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов Советский патент 1982 года по МПК G01D5/12 

1 . Изобретение отнсюится к информащюнш -взмерительной технике и может быть использовано для измерения динамических пбфаметров вращакнцихся объектов. Известно устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов с использованием бедконтактш 1х индуктивных токосъемников fl . Однако это устройство не может одновременно обеспечить работу преобраэова- телей в широком диапазоне температур окружающей среды и частот измеряемого сигнала. Наиболее близким к пpeдлiaгaeмoмy техническим решением является устройство, содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, обмотку обратной связи, генератор прямоугольного напряжения, усилитель постоянного тока, тензометрический мост и регистрирующий блок. Сущность его работы состоит в питанииПепи резистивного преобразователя квази по« стоянным током за счет обнуления разностного сигнала, возникающего на ди4 ференоиальном входе усилителя постоянного тока между напряжением генератора и напряжением обмотки обратной связи 23. Недостаток известного устройства состоит в недостаточной точности передачи входного сигнала операционным усилителем и ограниченном диапазоне выходных напряжений, питакицих тензометрический мост. Оба ати недостатка связаны.с наличием синфазного сигнала,.воздействующего на вход усилителя постоянвотч) тока выполненного на базе интегрального операционного усилителя, при этом точность . поддержания формы напряжения, питающего тензомост, зависит от точности обнуления дифференциального сигнала (разности между напряжениями генератора и обмотки обратной связи), воздействующего на вход операционного .усилителя. Дифференциальный сигнал, стремящийся к нутио по абсолютной величине, воздейс-тует на равной по ншо напряжения, подаваемого на вход уси лителя с выхода генератора, что приводит к снижению точности передачи (а, следовательно, и обнуления) усилителем дифференциального сигнала. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения динамических параметров вращающихся объектов содержащем питающий и передающий бесконтактные токосъемники, обмотку обратной связи, генератор, усилитель, тензометркческий мост и регистрирующий блок, причем выход усилителя соединен с первичной обмоткой питающещо токосъемника вращающаяся обмотка которого соединена с одной из диагоналей тензометрического моста, в другую диагональ которого вклю чена подвижная обмотка передающеготойгкосъемника, а неподвижная обмотка последнего соединена с входом регистрирую щего блока, обмотка обратной связи вклю чена последовательно между выходом генератора и инвертирующим входом усилителя, неинве тирующйй вход которого заземлен.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов содержит генератор 1 прямоугольного напряжения, усилитель 2 постоянного тока, питающий бесконтактный токосъемник 3 трансформаторного типа, содержащий первичную обмотку 4, обмотку 5 обратной связи, размещенные в статорной части, вращающуюся обмотку- 6, тензометрический мост 7, расположенный на вращающемся объекте 8, передающий бесконтактный токосъемник 9 трансформаторного типа с вращающейся обмоткой 1О и неподвижной обмоткой 11, регистрирующий блок 12.

Устройство дляизмерения динамических параметров вращающихся объектов работает следующим образом.

Генератор 1 формирует двуполярное напряжение Up (t) прямоугольной формы. Изменение полярности осуществляется через время it которое заведомо больше периода низшей гармоники контролируемого сигнала x(t). Это напряжение через обмотку 5 обратной связи поступает на инвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока с коэффициентом усиV|. - потокосцепление обмотки 4; Ц) - потокосдепление обмотки 5; VU - потокосцепление обмътки 6; Т

- выходные напряжения и ток об-

и,

W IH

мотки 6;

- сопротивление обмотки 6.

Если обеспечить коэффициент связи между обмотками 4 и 5 равным единице потоки в них будут равны ф (J а зазор в магнитопроводе обеспечивает линейную связь между потоками С|, и JL (,--aO)Q-coviet.

с учетом сказанного, имеем

(-W-a.vv/,) ;

, ЗФ I.

,

bdt H+ н ;

где V/ , VV,2. W, - соответственно обмот

кн 4, 5 , 6. Откуда

-KUr-n, 1. -С1«|

,

Ъ .-«-V/

ЕСЛИ

оо

то

.

39418574 фоне большой синфазной ЭДС,пения К. и передается на первичную обвеличине амплитудному значе- - мотку 4 питающеготокосъемника 3. Возникающее на обмотке 5 обратной связи напряжение U суммируется с выходным напряжением U генератора, так что входное напряжение Ugx,Усилителя 2 уменьшается. При достаточно большом значении коэффициента усиления К усилителя 2 сигнал , следовательно напряжение, формируемоев обмотке 5 обратной связи, будет совпадать по форме с напряжением Up тем точнее, чем больше коэффишент усиления К . Вращающаяся обмотка 6 находится на одном магнито проводе с обмоткой 5, следовательно, на ней формируется напряжение той же формы. Действительно .И + (с1Ч,1Л4-У ИЫЧС 1 М М(МХУ| шUor dHe.ld-t где Yjf - сопротивление обмотки 4; {J - выходнь1е напряжение и ток уси литепя постоянного тока;

Так как в каждь1й полупериод напряжение генератора постоянно, а спедоватепъно, ток -i также постоянный, то напряжение питания тензомоста повторяет форму напряжения U.. генератора.

Это напряжение на одну из диагоналей тензомоста 7, расположенного на вращающемся объекте 8. Разбаланс моста 7 под действием контролируемого параметра ) (t) приводит к возникновению тока t (t) в его измерительной диагонали, протекающего через вращающуюся обмот ку 1О передающего токосъемника 9. Индуктированный в неподвижной обмотке 11 сигнал регистрируется блоком 12.

Таким образом, за счет устранения синфазного сигнала на входе операционного усилителя повышается точность поддержания прямоугольного. напряжения на диагонали тензометрического моста, и, следовательно, и точность измерения па- раметров и расщиряется диапазон пйтакьщих тензбмост напряжений, что позволяет использовать при работе с одним в тем же устройством тензометрические мосты, обладающие различным входным сопротавлением. Формула изобретения

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов,

содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники, обмотку o6paTw ной связи, генератор, усилитель, тензометркческий мост и регистрирующий блок причем выход усилителя соединен с первичной обмоткой питающего токосъемника вращающаяся обмотка которого соединена с одной из диагоналей тензометрического моста, в другую диагональ которого вктаочёна подвижная обмопса передакяцего токосъемника, а неподвижна1Я обмотка последнего соединена с входом регистрирующего блока, о т л и ч а юш ё е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, обмотка обратной связи включена последовательно между выхбдом генератора и инвертирукяцим входом усилителя, неинвертирующий вход которого заземлен.

Источники информации, принятые во вни1 4ание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N9 481959, кл. G01 R 39/ОО, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2770907, кл. QO1T) 5/l 1980.

Т