Устройство для передачи электрических сигналов Советский патент 1982 года по МПК G08C19/16 G01D5/12 

Изобретение относится к информационно-измерительиой технике и может быть использовано в машиностроении и энергетике для параллельной бесконтактной передачи электрических измерительных сигигшов с нескольких тензорезистивных преобразователей, располагаемых на вращающемся объекте, в системах контроля и регулирования предельных режимов работы.

Известны многоканальные бесконтактные токосъемныё устройства, содержащие питающий бесконтактный токосъемник трансформаторного типа и передающие токосъемники, количество которых определяется количеством измерительных каналов.

Все вращающиеся трансформаторы этого устройства расположены вдоль оси вала и заключены в общий корпус 11 .

Данные устройства имеют ограниченную область применения, так как количество измерительных каналов в них ограничено допустимой длиной вала, которая определяется из условий механической прочности и общей компоновки контролируемого вращающегося объекта.

В машиностроении, особенно в ави/ационном двигателестроении, часто оказывается невозможным размещение требуемого числа измерительных канало.в в заданных осевых размерах объема, предназначенного для установки токосъемных устройств.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для бесконтакт10ной передачи электрических сигналов тензорезистивных преобразователей, располагаемыхгна вращающемся объекте, содержащее первый и второй бесконтактные токосъемники транс15форматорного типа, соответственно питающий и передающий, состоящие из статора и ротона с размещенными на них неподвижными и вращающимися обмотками, тензометрический мост,

20 вход которого подключен к вращающейся обмотке питающего токосъемника, а выход соединен с вращающейся обмоткой передающего токосъемника; генератор, выход которого сое25динен с неподвижной обмоткой питающего токосъемника, и регистрирующий блок подключенный к неподвижной обмотке передающего токосъемника 2ji

Недостаток устройства заключает30ся в том, что для образования многоканального устройства необходимо увеличить количество передающих токосъемников до числа п измерительных каналов. При этом передающие токосъемники должны размещаться соосно что приводит к увеличению осевых размеров устройства.

Цель изобретения - повышение информативности устройства,.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи электрических сигналов, содержащем первый и второй бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, выполненные из статора и ротора с размещенными на них соответственно неподвижными и вращающимися обмотками, тензометрический мост, входы которого подключены к вращающейся обмотке первого токосъемника, выходы соединены с вращающейся обмоткой втрого токосъемника, генератор, выход которого подключен к неподвижнрй об мотке первого токосъемника, регистррующий блок, подключенный к неподвижной обмотке второго, токосъемника и измерительные каналы, введены синхронный коммутатор, по числу измерительных каналов п тензометричвских мостов и п регистрирующих блоков, статор второго токосъемника выполнен в виде Н-образных равномерно расположенных по окружности токосъемника п ферромагнитных секторов, на которых размещены неподвижные обмотки, ротор выполнен из п П-образных. ферромагнитных магнитопроводов, равномерно расположенных по окружности ротора с размещенными на Кс1ждом из них вращающимися обмотками, выходы генератора подключены к выводам неподвижной обмотки первого токосъемника, выводы вращающейся обмотки которого соединены с входами теизометрических мостов, выходы тензометрических мостов подключены к выводам вращающихся обмоток вторых токосъемников выводы неподвижных обмоток которых соединены с соответствующими входами синхронного коммутатора, выводы синхроного коммутатора подключены к входам соответствующих регистрирующих блоков.

На фиг. 1 изображена схема передающего (второго) токосъемника на фиг. 2 - то же, вид сбоку; .на фиг.Зэлектрическая схема предлагаемого устройства.

Токосъемник состоит из п Н-образных ферромагнитных секторов 1, равномерно расположенных по его окружности с размещенными на их средней части 2 неподвижными обмотками 3, которые образуют статор токосъемника. Ротор передающего токосъемника состоит из П-образных ферро. магнитных магнитопроводов 4, равноjMepHo расположенных по окружности вала 5 , с размещенными на них вращающимися обмотками 6. Между секторами 1 статора и магнитопроводами 4 pOTdpa передающего токосъемника

предусмотрен гарантированный зазор If обеспечивающий свободное вращение ротора относительно статора.

Схема предлагаемого устройства . ( фиг. 21 включает в себя питаюи ий

0 генератор 8, питающий tпервый) бесконтактный токосъемник 9 трансформаторного типа с неподвижной 10 (W1) и вращающейся 11 (W2) обмотками, тентензометрические мосты 12, расположенные на вращающемся объекте 13, передающий бесконтактный токосъемник 14 трансформаторного типа с вращающимися 15 (W3) и неподвижными 16 (W) обмотками, синхронный

Q коммутатор 17 и регистрирующие блоки 18, причем количество тензометри ческих мостов 12, вращающихся 15 (W3) и неподвижных 16 (WA) обмоток передающего токосъемника 14 и регисте рирующих блоков 18 равно числу п измерительных каналов.

Устройство работает следующим образом.

Питание всех тензометрических мостов 12 осуществляется генератором

8 посредством питающего токосъемника 9. Вращающиеся обмотки 15 передающего токосъемника 14 подключены к измерительным диагоналям соответствующих тензометрических мостов 12,

5 поэтому через эти обмотки протекают токи, пропорциональные величине разбаланса тензометрических мостов 12, вызванного изменением величины сопротивлений, включенных в его плечи

0 тензорезисторов.

Магнитный поток, возбуждаемый током разбаланса тензометрических мостов 12 в П-образных магнитопроводах передающего токосъемника 14,

5 Зс№1ыкается через гарантированный . зазор 7 и Н-образные ферромагнитные секторы 1 статора. При этом в неподвижных обмотках 16 передающего токосъемника 14 наводится ЭД7.С, величина которой пропорциональна величине Магнитного потока, замыкающегося в данный момент времени через магнитопровод рассматриваемого канала. Коммутатор 17 работает синхронно с частотой вращения вращающегося

объекта 13 и обеспечивает подключение- неподвижных обмоток 16 передающего токосъемника 14 к входам соответствующих регистрирующих блоков 18 таким образом, чтобы в любой мо0 NfeHT времени вход измерительного блока 18 в каждом из п измерительных каналов был подключен к неподвижной обмотке 16, размещенной на том Н-образном секторе 1 статора передающего токосъемника 14, через который в этот момент времени замыкается магнитная цепь, П-образного магнитопрхэвода, вращающаяся обмотка

:которого связана с тензометрическим мостом соответствующего канаша.

Предлагаемое устройство для передачи электрических сигналов позволяет увеличить число измерит1зльных каналов и обеспечивает одновременное получение информации с нескольких тензорезистивных мостов, расположенных в различТшх точках вращающегося объекта. Кроме того, по- сравнению с известными устройст|вами, особенно в случае контроля параметров вращ1ающегося объекта, кнаметр вала которого имеет значительные размеры, а осевое пространство в месте установки токосъемника ограничено, оно имеет большую информативность.

Формула изобретения

Устройство для передачи электрических сигналов, содержащее первый и второй бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, выполненные из статора и ротора с разметенными на них соответственно неподвижными и вргцдающимися обмотками теизсметрический мост, входы которого подключены к вращающейся обмотке первого токосъемника, выходы соединены с вращающейся обмоткой второго токосъемника, генератор, выход которого подключен к неподвижной обмотке первого токосъемника, регистрирующий блок, подключенный к неподвижной обмотке второго токосъемника, и измерительные каналы, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, в него введены синхронный коммутатор, по числу измерительных каналов п тензометрических мостов-- и И i регистрирующих блоков, статор второго токосъемника выполнен в ви- де Н-образных равномерно расположенных по окружности токосъемника

О Vi ферромагнитных секторов, на которых размещены неподвижные обмотки, ротор выполнен из ц П-образных ферромагнитных магнитопроводов, равномерно расположенных по окружности

5 ротора с размещенныг«и на каждом из них вращающимися обмотками, выходы генератора подключены к выводам не- подвижной обмотки первого токосъемника, выводы вращающейся обмотки

Q которого соединены с входами тензометрических мостов, выходы тензометрических мостов подключены к выводам вращакяцихся обмоток вторых токосъемников, выводы неподвижных обмоток

5 которых соединены с соответствующими входс1ми синхронного коммутатора, выводы синхронного коммутатора подключены к входам соответствующих регистрирующих блоков.

0 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 468326 кл. Н 01 R 39/00, 1975.

2.Русев В.Г,, Андрианова Л.П. 5 Индуктивные и магнитомодуляционные

преобразователи для передачи информации с вращающихся объектов. М., Энергия, 1979, с. 8, 38-42, рис.12. 13 (прототип).