Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок

(51)4 С 01 Э 5 12 Для,гл ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУГОСУДАРСТНЕККЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетекий и ОткРытий(71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССР В 1026013, кл. С 01 В 5/12, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИ, ЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВРАШДОЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК(57) Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок содержит генератор1 прямоугольного напряжения, усилитель 2 постоянного тока с дифференциальным входом, питающий токосъемник3 трансформаторного типа, содержащийнеподвижную обмотку 4, обмотку 5 обратной связи и подвижную обмотку 6,тензорезистор 7, трансформаторныйпреобразователь 9 с первичной обмоткой из секций 10 и 11 и вторичной обмоткой 12, конденсатор 13 и регистрирующий блок 14Устройство имеет повышенную точность измерения путемулучшения соотношения сигнал - помеха на входе регистрирующего блока 14.1 ил.94 ФУ 1 13220Изобретение относится к информационно-измерительной технике и можетбыть использовано для измерения динамических параметров (давления, деформаций, вибраций) вращающихся деталейсиловых установок - электрических машин, газотурбинных двигателей и т.п,и является усовершенствованием изобретения по авт, св, В 1026013.Цель изобретения - повышение точности измерения устройства путем улучшения соотношения сигнал/помеха на.входе регистрирующего блока,На чертеже приведена блок-схемаустройства. 15Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталейсиловых установок содержит генератор1 прямоугольного напряжения, усилитель 2 постоянного тока с дифференциальным входом, неинвертирующий входкоторого заземлен, питающий токосъемник 3 трансформаторного типа, содержащий неподвижную обмотку 4, обмотку5 обратной связи, подвижную обмоткуб к зажимам которой подключен тензорезистор 7, расположенный на вращающейся части 8 силовой установки,трансформаторный преобразователь 9 спервичной обмоткой, состоящей из 30двух последовательно соединенных секций 10 и 11, и вторичной обмоткой 12,конденсатор .13 и регистрирующий блок14, причем первый выход генератора 1прямоугольного напряжения заземлен, 35его второй выход соединен с первымвыводом обмотки 5 обратной связи,второй вывод которой соединен с инвертирующим входом усилителя 2 постоянного тока, выход которого соединен 40с первым выводом неподвижной обмотки4, второй вывод которой через встречно-последовательно включенные секции10 и 11 соединен с шиной заземления,конденсатор 13 подключен параллельно 45секции 11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 3, а еговторичная обмотка 12 подключена квходам регистрирующего блока 14,50Устройство работает следующим образом.Электрический сигнал в форме прямоугольного напряжения с выхода генератора 1 прямоугольного напряжения через обмотку 5 обратной связи поступает на инвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока и возбуждает ток 1, в неподвижной обмотке 4 питающего токосъемника 3 трансформаторног типа. Токиндуктирует напряжение внеподвижной обмотке 6 и обмотке 5обратной связи, Так как обмотка 5 обратной связи включена последовательнос выходом генератора 1 прямоугольногонапряжения, то при соответствующейфазировке обмотки 5 обратной связинапряжение, индуктируемое в ней, будет всегда в противофазе с напряжением на выходе генератора 1 прямоугольного напряжения,Разностный сигнал поступает на инвертирующий вход усилителя 2 постоянного тока и при достаточно большом коэффициенте его усиления по напряжению стремится к нулю, Таким образом,в обмотках 5 и 6 индуктируются напряжения, близкие по форме к напряжению на выходе генератоора 1 прямоугольного напряжения. Секции 10 и 11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9 включены последовательно с неподвижной обмоткой 4 питающего токосъемника 3.Ток х обмотки 4 изменяется по линейному закону в переделах каждого полупериода прямоугольного напряжения, Период повторения прямоугольного напряжения выбирается намного больше периода низшей гармоники контролируемого диапазона частот динамического параметра и составляет десятки и сотни миллисекунд, Таким образом,токпредставляет собой периодическую . линейную изменяющуюся функцию времечи с частотой основной гармоники 5 -10 Гц,Реактивное сопротивление конденсатора 13, при соответствующем подборе величины его емкости, может иметь значительную величину для первой и ряда высших гармоник частотного спектра токаВ связи с этим, практически весь ток , обтекает все секции 10 и 11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9, включенные последовательно и встречноВ результате такого включения секций 10 и 11 намагничивающие силы первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9 взаимно компенсируются и в его вторичной обмотке 12 напряжение не наводится, т,е, прямоугольный сигнал помехи на входе регистрирующего блока 14 отсутствует,Тензорезистор 7, расположенный на вращающейся части 8 силовой установФормула изобретения ЫМК 1 М) =- ---Составитель В.БыковТехред А.Кравчук Корректор Г.Решетник Редактор А,Сабо Заказ 2853/36 Тираж 693 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 132209 ки, находится под воздействием контролируемого параметра. Изменение величины сопротивления тензорезистора 7 приводит к изменению тока 1 , текущего через него, а соответственно и к изменению тока, текущего через1 фпоследовательно соединенные секции 10 и 11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9, Реактивное сопротивление конденсатора 13 имеет 10 незначительную величину для высокочастотного тока, обусловленного изменением тензорезистора 7 под воздействием динамического параметра. Следовательно, информативная составляю щая тока 1 замыкается через конден 1сатор 13, минуя секцию 11 первичной обмотки трансформаторного преобразователя 9, а в его вторичной обмотке . 12 наводится напряжение с частотой 20 изменения контролируемого динамического параметра,Амплитудно-частотная характеристика трансформаторного преобразователя 9 при холостом ходе вторичной обмотки 25 12 и одинаковом числе витков секций 10 и 11 первичной обмотки имеет вид где ы - круговая частота электрического сигнала;М - взаимная индуктивность междуодной иэ секций 1 0 и 1 1 пер 35вичной обмотки и вторичнойобмоткой 12 трансформаторногопреобразователя 9,Ь - индуктивность секции 10 или 11;С - емкость конденсатора 13; 4 4К - активное сопротивление секции 11.Согласно этой формуле М(и=0 прии=0 и У(ю) =МК/1. при ы -еэ . Это означает, что трансформаторный преобразователь 9 подавляет низкочастотныйсигнал и пропускает высокочастотный,т,е, представляет собой фильтр верхних частот. Таким образом, на входерегистрирующего блока 14 отсутствуетпрямоугольная помеха при наличии высокочастотного информативного сигналао контролируемом динамическом параметре, чем и достигается цель изобретения,Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой точностью измерения за счет улучшениясоотношения сигнал/помеха на входерегистрирующего блока 14, что позволяет дополнительно упростить регистрирующий блок 14 эа счет исключениясредств подавления прямоугольной помехи, облегчить настройку и эксплуатацию устройства,Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок по авт. св, В 1026013, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем улучшения соотношения сигнал/помеха на входе регистрирующего блока, первичная обмотка трансформаторного преобразователя выполнена в виде двух, соединенных последовательно, секций, одна из кото-. рых зашунтирована конденсатором.