Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок

.Д(50 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНО ТЕПЬСТВУ НИЯ ЩЪЮЩИХСЯержа- апряока, блок ОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 481959, кл, Н 01 В 39/00, 1973,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2975031, кл.С 01 0 5/12,21,08.80.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВРА ДЕТАЛЕЙ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК, с щее генератор прямоугольного жения, усилитель постоянного тензорезистор, регистрирующи.ЯО 1026013 р питающий токосъемник трансформаторного типа, включающий первичную и подвижную обмотки и обмотку обратной связи, включенную между выходом генератора прямоугольного напряжения и инвертирующим входом усилителя постоянного тока, к выходу которого подключен один конец первичной обмотки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен трансформаторный преобразовательный блок с двумя обмотками, одна из которых включена между вторым концом первичной обмотки токосъемника и общим приводом, а вторая соединена с входом регистрирующего блока, при зтом тенэорезистор С 2 подключен к зажимам подвижной обмот- .ки.10 Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерениядинамических параметров (давления,деформаций, вибраций) вращающихсядеталей силовых установок - электрических машин, газотурбинных двигателей и т.п,Известно устройство для измерениядинамических параметров вращающихсядеталей силовых установок с помощьюбесконтактных токосъемников трансформаторного типа и резистивных преобразователей -тензорезисторов, содержащее на вращающейся части силовой установки выпрямители, стабилитроны и фильтры для питания измерительной цепи постоянным током 1Недостатком этого устройства является невозможность одновременногообеспечения работоспособности привысоких температурах окружающей среди широком частотном диапазоне контролируемого параметра.Известно также устройство, содержащее генератор прямоугольногонапряжения, усилитель постоянноготока, тензометрический мост, регистрирующий блок., питающий токосъемник трансформаторного типа, включающий в себя первую подвижную обмотку,первичную обмотку и обмотку обратной связи, включенную между выходомгенератора прямоугольного напряжения и инвертирующим входом усилителя постоянного тока, к выходукоторого подключен один конец первичной обмотки, второй конец которой соединен с общим приводом, атакже передающий токосъемник трансФорматорного типа, включающий в себя вторую подвижную и неподвижнуюобмотки, при этом первая и втораяподвижные обмотки соединены с соответствующими диагоналями тензометрического моста, а неподвижная обмотка - с входом регистрирующегоблока.Сущность работы известного устройства заключается в питании измерительной цепи, расположеннойна вращающейся части силовой установки, квазипостоянным напряжением вФорме длительных разнополярныхпрямоугольников благодаря нулевомуразностному сигналу, получаемомупутем сравнения двух напряженийнапряжения на выходе генераторапрямоугольного напряжения и напряжения, индуктируемого в обмоткеобратной связи 2,Недостатком известного устройства являются большой габарит токосъемного узла и невысокая надеж.ность. Это объясняется тем, что дляреализации одного канала измерениядинамического параметра необходимыдва токосъемника трансформаторного типа - передающий и питающий. В большинстве практических случаев требуется создание многоканальных системизмерения параметров вра:1 ающихся деталей силовых установок, где осевые 5 и радиальные габариты токосъемногоузла ограничены. Токосъемный узелработает в условиях повышенной вибрации, значительных температур окружающей среды при наличии агрессивных компонентов и при высоких скоростях вращения. Надежность работы токосъемного узла в таких условиях оказывается наиболее низкой в сравнении сдругими узлами всего устройства15 для измерения параметров вращающихсядеталей.Цель изобретения - повышение надежности устройства,Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее генераы тор прямоугольного напряжения, усилитель постоянного тока, тензорезистор, регистрирующий блок и питающийтокосъемник трансформаторного типа,включающий в себя первичную и подвижную обмотки и обмотку обратной связи,включенную между выходом генераторапрямоугольного напряжения и инвертирующим входом усилителя постоянноготока, к выходу которого подключенЗ 0 один конец первичной обмотки, введен трансформаторный преобразовательный блок с двумя обмотками, одна иэкоторых включена между вторым концом первичной обмотки токосъемника35 и общим проводом, а вторая соединенас входом регистрирующего блока, приэтом тензорезистор подключен к зажимам подвижной обмотки.На чертеже приведена блок-схема40 предлагаемого устройства.Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок содержит питающий токосъемник 1 трансформаторноготипа, включающий в себя первичнуюобмотку 2, обмотку 3 обратной связи и подвижную обмотку 4, генератор5 прямоугольного напряжения, усилитель б постоянного тока, тенэорезистор 7, расположенный на вращающейся50 части 8 силовой установки, трансформаторный преобразовательный блок9 с обмотками 10 и 11 и регистрирующий блок 12.Устройство работает следующим обра55 зом.Электрический сигнал в формепрямоугольного напряжения с выхода генератора 5 прямоугольного напряжения через обмотку 3 обратной60 связи поступает на инвертирующийвход усилителя б постоянного тока ивозбуждает ток 1 в первичной обмотке 2 питающего токосъемника 1 трансформаторного типа. Ток 1 индуктиру 65 ет напряжение в подвижной обмотке 4Заказ 4547/34 Тираж 643 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и обмотке 3 обратной связи. Так как обмотка 3 обратной связи включена последовательно с выходом генератора 5 прямоугольного напряжения, то при соответствующей фазировке обмотки 3 напряжение, индуктируемое в ней,5 будет всегда в противофазе с напряжением на выходе генератора 5, Разностный сигнал поступает на инвертирующий вход усилителя б постоянного тока и при достаточно большом 10 коэффициенте усиления по напряжению усилителя б стремится к нулю. Таким образом, в обмотках 3 и 4 будут индуктироваться напряжения, близкие по форме к напряжению на выходе ге нератора 5 прямоугольного напряжения. Обмотка 10 трансформаторного преобразовательного блока 9 включена последовательно с первичной обмоткой 2 токосъемника 1, а следовательно, обтекается тем же током 1. Этот ток индуктирует в другой обмотке 11 трансформаторного преобразовательного блока 9 прямоугольное напряжение, которое поступает на вход 25 регистрирующего блока 12.Тензорезистор 7, расположенный на вращающейся части 8 силовой установки, находится под воздействием конт-ролируемого параметра х(1). Изменение величины сопротивления теизореэистора 7 приводит к изменению величины тока 12, текущего через него, а соответственно, и к изменению тока 1, текущего через обмотку 10 трансФорматорного преобразователь- З 5 ного блока 9. Поскольку контролируемый параметр х(1) - динамический (вибрация, давление, деформация), то информативный сигнал, содержащийся в токе 1, будет переменным, с час тотой контролируемого параметра х(1) . тот сигнал индуктирует в обмотке 11 трансформаторного преобразовательного блока 9 напряжение, которое налагается на прямоугольное напряжение, 45 поступающее на вход регистрирующего блока, где осуществляется выделение и регистрация информативной составляющей смешанного сигнала.Отсутствие впредлагаемом устройстве передающего токосъемника позволяет практически вдвое сократить размеры токосъемного узла или при;тех же допустимых габаритах на егоразмеры увеличить число измерительных каналовСокращение числа элемен.тов с низкой надежностью значительно повышает ресурс работы устройства. Кроме того, устройство имеет более широкий частотный диапазон измерения. Это объясняется тем, что токтекущий через обмотку 10 транс- форматорного преобразовательного блока 9, не зависит от величины и характера входного сопротивления этого блока, что обеспечивается в результате использования усилителя б постоянного тока с большим коэффициентом усиления по напряжению. Следовательно, можно считать, что обмотка 10 трансформаторного преобразовательного блока 9 питается от источника тока. Если режим работы . блока 9 выбрать близким к холостому ходу (т.е. входное сопротивление регистрирующего блока 12 выполнить значительным), то трансформаторный преобразовательный блок 9 оказывается преобразовательным блоком ток-напряжение, амплитудно-частотная характеристика такого блока является нарастающей в Функции частоты. Следовательно,. завал частот" ной характеристики устройства на высоких частотах в результате наличия индуктивностей рассеяния первичной и подвижной обмоток токосъемника 1 будет компенсироваться подьемом частотной характеристики переформаторного преобразовательного бло ка 9; отсутствие в устройстве передающего токосъемника - нестандартногоэлемента устройства, технология изготовления которого сложна, так как сопряжена с необходимостью обеспечения воздушных зазоров 0,1- 0,3 мм между вращающейся и неподвижной частями магнитопровода и изготовлением обмоток для работы на оборотах, достигающих нескольких десятков тысяч в минуту, позволяет обеспечить высокую надежность, а также повышенный ресурс работы устройства.