Устройство для измерения деформаций и температуры вращающегося объекта

(53) 531. 781, 2( (56) 1. Авторск В 567087, кл. 62. Авторское Р .717576, кл. 6 (прототип). 88,8) е свид 01 В 7 свидет 01 В 7 ельство СССР6, 1973ьство СССР6, 1978 ГОСУДЮ СТВаННЫй КОМИТЕНТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ИСАНИЕ ИЗОБР(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯДЕФОРМАЦИЙ И ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ .ОБЪЕКТА,. содержащее индуктивныйтокосъемник с подвижной и неподвижной обмотками, тенэореэистор,устанавливаемый на вращающемся;объекте,усилитель и измерители амплитуды ичастоты сигнала, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, оно снабжено термозависимым конденсатором, размещаемым на вращающемся объекте, цепью положительной обратной связи.из последовательно соединенных резисторов, и конденсатора, подключенного к их средней точке, и цепью отрицательной обратной связи иэ последовательно соединенных резисторов, при этом термозависимый конденсатор, тензорезистор и подвижная обмотка соединены между собой последовательно, каждый конец неподвижной обмотки соединен соответственно с одним концом цепи положительной обратной связи и цепи отрицательной обратной связи, вторые концы этих цепей и измерители амплитуды и частоты сигнала соединенывыходом усилителя, а средние точки этих цепей соединены соответственно с прямым и инверсным входами усилителя.Изобретение относится к иэмерительной технике, а именно к тензометрическим устройствам для измерения Физических параметров на поверхности контролируемых объектов, иможет быть использовано для измерения какого-либо механическогопараметра, например деформаций,крутящих моментов, перемещений, угловых ускорений, а также температуры на вращающихся объектах типа Овалов, роторов, шпинделей и т. п.Известно устройство для измерениядеформаций вращающегося объекта,содержащее индуктивный токосъемник с подвижной и неподвижной обмотками, тенэорезистор и источникпитания тензорезистора, устанавливаемые.на вращающемся объекте и соединенные с подвижной обмоткой, усилитель и измеритель амплитуды сигнала, соединенные с неподвижной обмоткой Ц.Однако это устройство не позволяет измерять статические деформациии температуру, вследствие чего и точность измерения динамических деформаций, измеряемых этим устройством,невысока. Надежность этого устройства. снижена тем, что такой сложный имассивный блок, как источник питания, ЗОприходится размещать на вращающемсяобъекте, где на него действуют дестабилизирующие факторы.Наиболее близким по техническойсущности.и достигаемому эффекту яв 35ляется устройство для измерения деформаций и температуры вращающегосяобъекта, содержащее индуктивный токосъемник с подвижной и неподвижнойобмотками, емкостной токосъемник сподвижной и неподвижной обкладками,устанавливаемые на вращающемся объекте, преобразователи деформаций и температуры, например тензорезисторы,соединенные в мостовые схемы,источник питания мостовых схем 45соединенный с подвижной обмоткой,усилители, входы которых соединены свыходамы мостовых схем, преобразователи напряжение - частота и напряжениедлительность импульса, входы которых 50соединены с выходами усилителей, аВыходы - соответственно с дополнительным входом преобразователя напряжение - длительность импульса иподвижной обкладкой конденсатора, и 55устанавливаемые на неподвижном основании измерители амплитуды и частотысигнала, входы которых .соединены снеподвижной обкладкой конденсатора 12.60Однако и это устройство не обеспечивает высокой точности измерениявследствие того, что сигнал на выходе емкостного токосъемника имеет малую мощность, а надежность его существенно снижена наличием на вращающемся объекте большого количества преобразователей, а также дополнительного емкостного токосъемника.Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений.Эта цель достигается тем, что известное устройство для измерения деформаций и температуры .вращающегося объекта,.содержащее индуктивный токосъемник с подвижной и неподвижной. обмотками, тензореэистор, устанавливаемый на вращающемся объекте, усилитель и измерители амплитуты и частоты сигнала, снабжено термозависимым конденсатором, размещаемым .на вращающемся обьекте, цепью положительной обратной связи из последовательно соединенных резисторов и конденсатора, подключенного к их средней точке, и цепью отрицательной обратной связи из последовательно соединенных резисторов, при этом термозависимый конденсатор,тензорезистор и подвижная обмотка соединены между собой последовательно, каждый конец неподвижной обмотки соединен соответственно с одним концом цепи положительной обратной связи и цепи отрицательной обратной связи, вторые концы этих цепей и измерители амплитуды и частоты сигнала соединены с выходом усилителя, а средние точки этих цепей соединены соответственно с прямым и инверсным входамй усилителя.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.Устройство для измерения деформаций и температуры вращающегося объекта содержит индуктивный токосъемник1 с подвижной обмоткой 2 и неподвижной обмоткой 3, тензорезистор 4, итермозависимый конденсатор 5, устанавливаемый на вращающемся объектеб, а также устанавливаемые на неподвижном основании 7 цепь 8 положительной обратной связи, в которуювходят последовательно соединенныерезисторы 9 и 10 и соединенный с ихсредней точкой конденсатор 11,цепь 12 отрицательной обратной связи,в которую входят последовательносоединенные резисторы 13 и 14, усилитель 15, прямой вход 16 которогосоединен со средней точкой цепи 8положительной обратной связи, а инверсный вход 17 - со средней точкойцепи 12 отрицательной обратной связи, измеритель 18 амплитуды сигнала и измеритель 19 частоты сигнала,входы которых соединены с выходомусилителя 15; При этом термозависимый конденсатор 5, тенэореэистор 4и подвижная обмотка 2 соединены между1013743 Составитель Н. ТимошенкоРедактор Т. Киселева Техред А. Бабинец Корректор Г. Решет ник Заказ 2998/ 47 Тираж 600 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, иосква, Ж, Раушская наб., д; 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 собой последовательно, один конец неподвижной обмотки 3 соединен с концом цепи 8 положительной обратной связи, а другой - с концом цепи 12 отрицательной обратной связи, а другие концы цепей 8 и 12 обратной связи соединены с выходом усилителя 15.Устройство работает следующим образом.При включении устройства в релаксационном генераторе, образованном 0 усилителем 15, цепями 8 и 12 обратной связи, обмотками 2 и 3 индуктивного токосъемника 1, термоэависимым конденсатором 5 и тензореэистором 4, возникают колебания, частота которых 15 зависит от емкости термоэависимого конденсатора 5, а амплитуда - от величины сопротивления тензореэисто. ра 4. Величины амплитуды и частоты колебаний выходного сигнала измеря О ют на выходе усилителя 15 с помощью измерителей 18 и 19. Таким образом, используя минимальное число деталей устройства, размещаемых на вращаю-,щемся объекте 6, можно существенноповысить надежность устройства. Точ-.ность устрОйства повышается благодарятому, что в преобразовании сигналаучаствует усилитель с цепями обратной связи, располагаемый на неподвижном основании в наиболее благопри.ятных для его Функционирования условиях.1Использование предлагаемого устройства для контроля деФормаций итемпературы на.вращающихся объектахпозволяет обеспечитЫ надежное измерение этих параметров в сложных условиях проведения эксперимента, прижестких ограничениях объема или массы размещаемых на вращающемся объекте деталей устройства, наличии наэтом объекте линейных и угловых ускорений, вибраций, агрессивной среды и других влияющих на точность измерения Факторов,