Устройство для измерения параметров вибрации

СОЮЗ А 1 Р 15 1 ЬСТЗ УДФРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0%ЯРЦТИ ОЛИСАНИЕ Ин двтсрснОМУ свидетел(56) 1. Авторское свидетельство СССР824062, кл. 601 Р 15/13, 1979.2. Авторское свидетельство СССРВ 792148, кл. 6 01 Р 15/13, 1979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИИ. ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ, содержащее инерционный элемент, преобразова- тель углового положения, выполненный в виде магнитопровода с обмотками возбуждения и сигнальной, магнитоэлектрический датчик момента с компенсационной обмоткой, усилитель- демодулятор, на выход которого цодключен резистор обратной связи, сое-" диненный:.с преобразователем ток код, и источник питания, .о т лич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции,инерционный элемент выполнен в виде укрепленного на подвесе короткозамкнутого витка-каркаса с компенсационной обмот.кой, магнитопровод датчика момента. и преобразователя углового положе ния выполнен .единым с постоянным магнитом, а на его ярме расположен с воэможностью перемещения в зазоре между полюсным наконечником постоянного магнита и ярмом виток-каркас, при этом на ярме расположены сигнальные обмотки, подключенные к введен-.,ай ным настроенным реактивным контурам и соединенные через усилитель-демодулятор .и резистор обратной связи с компенсационной обмоткой.10 30 Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в автоматике и на транспорте для измерения параметров вибрации объекта.Известно устройство для измерения параметров движения объекта, содержащее инерционный элемент, расположенный в зазоре между двумя электромагнитами, обмотки которых соединены с выходами усилительно-преобразовательных блоков, датчик положения инерционного элемента, подключенный к блоку динамической коррекции,блок суммирования и блок вычитания,одни из входов которых подключены к 15источнику опорного сигнала, другиек выходу блока динамической коррекции, чувствительные элементы датчи. ков индукции размещены в зазоре меж-ду инерционным"элементом и соответствующим электромагнитом, схемы срав 20нения соединены с соответствующимивходами блока суммирования и блокавычитанич и с выходом блока индикации а выходы - с входом интеграФ25торов, выходы которых подключены ксоответствующим входам усилительнопреобразовательных блоков 1,Недостатком указанного устройства является сложность конструкциии сравнительно невысокая точность,обусловленная уходами опорного на,пряжения от действия температурных и других мешающих воздействий.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий инерционный элемент, преобразователь углового положения, выполненный в виде магнитопровода с обмотками возбуждения и сигнальной, магнитоэлектрический датчикмомента с компенсационной обмоткой,усилитель-демодулятор, на выход ко.торого подключен резистор обратнойсвязи, соединенный с преобразователем ток - код,. и источник питания 2.Недостатком известного устройства является сложность конструкции исравнительно невысокая точность устройства за счет использования разнесенных систем преобразования углового положения и силовбй компенсацииЦелью изобретения является упрощение конструкции.поставленная цель достигается тем,55что в устройстве для измерения йараметров вибрации объекта, содержащеминерционный элемент, преобразовательуглового положения, выполненный ввиде магнитопровода с обмотками возбуждения и сигнальной, магнитоэлектрический датчик момента с компенсационной обмотвой, усилитель-демодулятор, на выход которого подключен,резистор обратной связи, соедийенный с преобразователем ток-код, иисточник питаний, инерционный эле"мент выполнен в виде укрепленного наподвесе короткозамкнутого витка-каркаса с компенсационной обмоткой,магнитопровод датчика момента и преобразователя углового положения выполнен единым с постоянным магнитом,а на его ярме расположен с возможностью перемещения в зазоре междуполюсным наконечником постоянногомагнита и.ярмом виток-каркас,при этом .на ярме расположены сигнальные обмотки:,подключенные. к введенным настроенным реактивным контурам и соединенным через усилитель-демодулятор ирезистор обратной связи с компенсационной обмоткой.На чертеже приведена функционалунгя схема предлагаемого устройства.устройство содержит корпус. 1,объединенный магнитопровод 2 постоянный магнит 3, питающую обмотку4, полюсный наконечник 5, зазор б,ярмо 7, маятниковый подвес 8, короткозамкнутый виток-каркас 9, сигнальные обмотки 10 и 11, компенсационнуюобмотку,12, настроенные реактивныеконтуры 13 и 14, переменные резисторы 15 и 1 б, конденсаторы.17 и 18,усилитель-демодулятор 19, резистор20 обратной связи, преобразовательток - код 21, процессор 22, источник23 питания,На чертеже обозначено: 00 - осьчувствительности устройства; ММось симметрии устройства; М 5 - полю-са магнита. На корпусе 1 установлен объединенный магнитопровод 2, являющийся общим для,постоянного магнита 3 и электромагнита, питающая обмотка 4 которого укреплена на постоянном магните 3, имеющем полюсный наконечник 5, В зазоре б между полюсным наконечником 5 и ярмом 7, на маятниковом подвесе 8 установлен короткозамкнутый виток-.каркас 9, охватывающий с зазором ярмо 7, на котором размещены сигнальные. обмотки 10 и 11 датчика угла.Короткозамкнутый виток-каркас 9 с компенсационной обмоткой .12 являет- ся инерционным элементом (ИЭ), чувствительным к действию ускорения.Сигнальные обмотки 10 и 11 подклю. чены к соответствующим настроенным реактивным контурам 13 и 14, каждый из которых включает в себя переменный резистор 15 и 16 и конденсатор 17 и 18 соответственно.Настраиваете реактивные контуры 13 и 14 соединены а усилителем-демодулятором 19, выход которого через резйстор 20 обратной связи подключен к компенсационной обмотке 12 датчика момента, создавая цепь отри.Заказ 4387/42 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ ГосударственногО комитета СССРпо делам изобретений и открытий, 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП пПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 цательной обратной связ, Резистор 20 обратной связи соединен с входом преобразователя ток - код 21, выход которого подключен к информационному входу процессора 22, с выходов которого снимаются электрические сигналы, 5 пропорциональные ускорению, скорости и пути, пройденном объектом в процессе движения. Источник 23 питания подключен к питающей обмотке 4.Ось чувствительности 00 устрой ства в исходном положении устанавливается по направлению измеряемого ускорения.Преобразователь углового положения (датчик угла) в предлагаемом устройстве включает в себя коротко- замкнутый виток-каркас 9, размещенные на объединенном магнитопроводе 2 сигнальные обмотки 10 и 11 и питаю- щую обмотку 4, подключенную к источ- . нику 23 питания, и настроенные реак"тивные контуры 13 и 14, включающие резисторы 15 и 16 и конденсаторы 17 и 18.Датчик момента в предлагаемом уст ;ройстве содержит компенсационную обмотку 12, укрепленную на коротко- замкнутом витке-каркасе 9 и находящуюся в.рабочем зазоре магнитной системы, образованной постоянным магнитом 3, магнитопроводом 2 и ярмом 7,30Устройство работает следующим образом.В исходном положении, при отсутствии действующего ускорения в направлении оси чувствительности 00 , 35 инерционный элемент - короткозамк" нутый виток -, каркас 9 с компенса- ционной обмоткой 12 расположен в средней части ярма 7 между сигнальными обмотками 10 и 11. Питаемая, 4 О переменным током питающая обмотка 4 наводит в сигнальных обмотках 10 и 11,равные и противоположно направленные ЭДС. Настройкой реактивных контуров 13,и 14 добиваются равенства амплитуд, частот и фаз сигналов, снимаеьвх с этих контуров на входы. усилителя-демодулятора 19" и равен.ства нулю выходного усиленного и промодулированного сигнала.На компенсационную обмотку 1250 через резистор 20 обратной связи поступает сигнал с нулевым уровнем.При действии ускорения по оси чувствительности в направлении 0-0 инерционный элемент отклоняется в направлении действия ускорения, при, этом короткозамкнутый виток-каркас 9, удалившись от сигнальной обмот-. ки 10 и приблизившись к сигнальной обмотке 11, уменьшает входной,сигнал на настроенном реактивном контуре 14 и увеличивает входной сигнал на настроенном реактивном контуре 13. На выходе усилителя-демодулятора 19 появляется выходной сигнал - ток До (ток обратной связи), предположим положительной полярности,. проходящий по цепи отрицательной обратной связи - резистору 20 обратной связи и,компенсационной обмотке 12, который, взаимодействуя с магнитным полем, создаваемым пос-. тоянным магнитом 3, в зазоре б создает противодействующую силу, возвращающую инерционный элемент в исходное положение.Напряжение, возникающее на резисторе 20.обратной связи, преобразуется с помощью преобразователя ток - код 21 в цифровой код, который подается на процессор 22, на выходах которого появляются сигналы, соответствующие величине входного ускорения (величине отклонения инерционного элемента), а также скорости и пути.При действии ускорения в противоположном направлении, направлении 0-0, работа устройства происходит аналогично описанному, но ток обратной связи Эти выходные сигналы имеют противоположную (отрицательную) полярность.Таким образом, выполнение инерционного элемента в виде укрепленного на подвесе короткозамкнутого витка-каркаса с компенсационной обмоткой, магнитопровода датчика момента и преобразователя углового положения единым и с постоянным магнитом, расположенным на его ярме витка-каркаса с возможностью переме-. щения в зазоре между полюсным наконечником постоянного магнита и ярмом, на котором расположены сигнальные обмотки, подключенные к введенным настроейным реактивным контурам и соединенные через усилитель-демодулятор и резистор обратной связи с ком" пенсационной обмоткой, позволило упростить"конструкцию устройства,