Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов Советский патент 1982 года по МПК G01B7/16 

(5 УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ

1

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров (деформаций, давления, вибраций и др.) вращающихся объектов с помощью бесконтактных токосъемников трансформаторного типа и резистивных преобразователей, располагаемых на вращающемся объекте.

Известно устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающие бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, генераторы высокой и низкой частот, диодные выпрямители и тензомосты, расположенные на вращающемся oбъeктe передающий бесконтактный токосъемник трансформаторного типа, частотные сепараторы, усилители и регистрирующий блок Г 1J.

Недостатком устройства является значительная температурная погрешность измерения динамических параметров вращающихся объектов, обусловленная зависимостью активного сопротивления обмоток бесконтактных токосъемников от изменения температуры окружающей среды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающий и передающий

0 бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, тензометрический мост, располагаемый на вращающемся объекте, одна диагональ кото15рого соединена с вращающейся обмоткой питающего токосъемника, а другая диагональ подсоединена к вращающейся обмотке передающего токосъемника, регистрирурощий блок, вход ко20торого соединен с неподвижной обмоткой передающего токосъемника, ге нератор прямоугольного напряжения,

.усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, к инверсному входу которого подключена обмотка обратной связи, размещенная в стато ре питающего токосъемника, к прямому входу подключен выход генератора пря моугольного напряжения, а выход усилителя присоединен к первичной обмот ке питающего токосъемника CzJ, Недостатком известного устройства для измерения динамических параметро вращающихся объектов является зависимость точности измерения динамичес ких параметров вращающихся объектов от изменения активного сопротивления вторичной цепи, размещенной на вращающемся объекте , под влиянием темпе ратуры окружающей среды. Цель изобретения - повышение точности измерения динамических парамет ров вращающихся объектов. . Поставленная цель достигается тем что устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, тензометрический мост, располагаемый на вращающемся объекте, одна диагональ которого соединена с вращающейся обмоткой питающего токосъемника, а другая диагональ подсоединена к вращающейся обмотке передающего токосъемника, регистрирующий блок, вход которого соединен с неподвижной обмоткой передающего токосъемника, генератор прямоугольного напряжения, усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, к инверсному входу которого подключена обмотка обратной связи, размещенная в статоре питающего токосъемника, а выход усилителя присоединен к первичной обмотке пит ющего токосъемника, снабжено регулируемым усилителем, включенным между выходом генератора прямоуголь ного напряжения и прямым входом уси лителя постоянного тока, задатчиком опорного напряжения, блоком сра нения, параллельно включенными нагрузочным сопротивлением и дополнительной обмоткой, размещенными в статоре питающего токосъемника, один общий вывод которых соединен с общим проводом, а второй - с первым входом блока сравнения, второй вход блока сравнения соединен с задатчиком опорного напряжения, а выход с управляющим входом peгyлиpyeмoг усилителя. На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения динамических параметров вращающихсь объектов. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 прямоугольного напряжения, регулируемым усилитель 2 и усилитель 3 постоянного тока с дифференциальным входом, питающий бесконтактный токосъемник трансформаторного типа с первичной обмоткой 5 обмоткой 6 обратной связи, параллельно включенными нагрузочным сопротивлением 7 и дополнительной обмоткой 8,размещенными в статоре питающего токосъемника i, и с вращающейся обмоткой 9, размещенной на вращающемся объекте 10, тензометрический мост 11, также размещенный на вращающемся объекте 10, передающий бесконтактный токосъемник 12 трансформаторного типа с вращающейся обмопкой 13 и неподвижной обмоткой 1, регистрирующий блок 15. задатчик 16 опорного напряжения и блок 17 сравнения, входы которого соединены с дополнительной обмоткой 8 и выходом задатчика 16 опорного напряжения, а выход - с управляющим входом регулируемого усилителя 2. Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов работает следующим образом. Генератор 1 прямоугольного напряжения, усилитель 3 постоянного тока с дифференциальным входом, первичная обмотка 6 обратной связи, соединенные указанным образом, формируют в первичной обмотке 5 питающего токосъемника k линейно нарастающий ток. При этом во вращающейся обмотке 9 и дополнительной обмотке 8 индуктируются постоянные по величине ЭДС в течение интервалов времени Д±, заведомо большего периода низшей гармоники контролируемого динамического параметра. Напряжение с вращающейся обмотки 9 питающего токосъемника поступает на одну из диагоналей тензометрического моста 11, размещенного на вращающемся объекте 10. Разбаланс моста П под действием контролируемого динамического параметра приводит к возникновению тока в его измерительной диагонали, протекающего через вращающуюся обмотку 13 передающего токосъемника. Индуктированный в неподвижной обмотке Ц передающего токосъемника сигнал, пропорциональный величине разбаланса тензометрического моста 11, а, следовательно, и величине контролируемого .динамического параметра, фиксируется регистрирующим блоком 15. Изменение температуры окружающей среды вызывает изменение активного сопротивления обмотки 9 а, следовательно, и изменение тока в плечах тензометрического моста 11.

Это ведет к изменению уровня выходного сигнала в измерительной диагонали тензометрического моста 11 . при одинаковом уровне контролируемого параметра. Аналогичная зависимост активного сопротивления дополнительной обмртки 8 от температуры приводит к изменению напряжения, снимаемого с нагрузочного регистра, которое подается на блок 7 сравнения. На другой вход блока 17 сравнения поступает стабилизированное напряжение с задатчика 16 опорного напряжения. Разностный сигнал с блока 17 сравнения поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 2, изменяет напряжение на его выходе и, соответственно, напряжение во вращающейся обмотке 9 и дополнительной обмвтке 8, компенсируя возникшую температурную погрешность.

Таким образом, повышается точность измерения динамических параметров вращающихся объектов за счет питания тензометрического моста постоянным током, величина которого поддерживается постоянной при изменениях температуры окружающей среды в широком диапазоне. Это позволяет применять предлагаемое устройство в различных областях техники (двигателестроении, турбостроении и т.д.), на объектах, где температура окружающей среды в месте установки устройства для измерения динамиг ческих параметров вращающихся объектов может существенно измениться в процессе измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов , содержащее питающий и передающи бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, тензометрический мост, располагаемый на вращающемся объекте, одна диагональ которого соединена с вращающейся обмоткой питающего токосъемника, а другая диагонал подсоединена к вращающейся обмотке передающего токосъемника, регистрирущий блок, вход которого соединен с неподвижной обмоткой передающего токосъемника, генератор прямоугольного напряжения, усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, к инверсному входу которого подключена обмотка обратной связи, размещенная в стат.оре питающего токосъемника, а выход усилителя присоединен к первичной обмотке питающего токосъемника, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено регулируемым усилителем, включенным между выходом генератора прямоугольного напряжения и прямым входом усилителя постоянного тока, задатчиком опорного напряжения, блоком сравнения, параллельно включенными нагрузочным сопротивлением и дополнительной обмоткой, ;размещенными в статоре питающего токосъемника , один общий вывод которых соединен с общим проводом, а второй с первым входом блока сравнения, вто рой вход блока сравнения соединен с задатчиком опорного напряжения, а выход - с управляющим входом регулируемого усилителя.

Источники информации, принятые BU внимание при экспертизе

кл. Н 01 R 39/00, 1979 (прототип).

-f .

X

7 Г

fff

17

/

7 /