Устройство для преобразования температуры вращающихся объектов в электрический сигнал

(51)э 6 01 К 13/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Пензенский политехнический институт (72) В.И.Кулапин, А,И.Мартяшин и В.А.Мартяшин(56) Авторское свидетельство СССР М 601580, кл, 60 К 13/08,1978.Авторское свидетельство СССР М 1129500, кл, С 01 К 13/08, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения температуры вращающихся объектов различных механизмов и агрегатов, и позволяет расширить функциональные воэможности путем получения информации об отношении температур различных эон вращающегося объекта. Устройство состоит иэ двух измерительных каналов, каждый из которых содержит вращающиеся конденсаторы 1,4, терморезистивные датчики 5 и 6 температуры, усилители 9,10, инверторы 11, 13,5,17, логарифматоры 12 и 16, дифференциаторы 14 и 18. Выходные сигналы измерительных каналов поступают на выходы блока 20 сравнения и содержат инрормацию о температуре соответствующих эон вращающегося объекта. На выходе блока 20 сравнения период следования положительных и отрицательных импульсов сигнала соответствует отношению тем- З ператур контролируемых эон объекта. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения температуры вращающихся объектов различных механизмов и агрегатов.Цель изобретения - повышение быстродействия при расширении функциональных возможностей за счет получения информации об отношении температур различных зон вращающегося объекта,На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит первый и второй вращаюЩиеся конденсаторы 1 и 2, первый и второй добавочные вращающиеся конденсаторы 3 и 4, резистивный датчик 5 температуры, дополнительный резистивный датчик б температуры, опорный элемент 7, дополнительный опорный элемент 8, усилитель 9,дополнительный усилитель 10, первый инвертор 11, первый логарифматор 12, второй инвертор 13, первый дифференциатор 14, третий инвертор 15, второй логарифматор 1 б, четвертый инвертор 17, второй дифференциатор 18, интегратор 19, блок 20 сравнения,Устройство работает следующим образом.В момент времени, когда включено питание, на выходе блока 20 сравнения скачкообразно установится напряжение + Чо. Это напряжение поступает на выходы конденсаторов 1 1 С 1) и 3 (СЗ). Функция передачи усилителя 9 имеет вид к(е ( - ч( ------В 15+ рс 1 + РС 2 -В 07 Р В 15 р 1 1В 15 СэС 1 С 2 где С, -- ,Аналогично записывается функция передачи усилителя 10 КЛ 1 Вов, Р Вгб Р+ 1В 16Сэ 1Сз С 4 где Ск( = -Сз + С 4 Выходной сигнал усилителя 9 будетО 9=-Чо 07 Е в 15 сэ,В 15где 1 - текущее время. Выходной сигналусилителя 10 описывается-1010 - о й 816С 1ВОвВ 16 В случае положительного напряженияна выходе блока 20 сравнения инверторы11,13,15, и 17 инвертиру,(. т сигналы, т.е. коэффициент передачи этих устройств - 1.Напряжение, поступающее на вход логарифматора 12, соответственно будет- 1В 07О 12 =l я 5СВ 15выходной сигнал логарифматораО 12 = К 12 (1 П Чо + 1 ПВ 07 - 1 ПВ 15 - ),15 эгде К 12 - коэффициент передачи логарифматора 12, Аналогично выходной сигналлогарифматора 1 б описываетсяО 16 = К 16 (1 пЧо + 1 пйов 1 пйгб -, ),1В 16эВыходной сигнал инверторов 13 и 17 соответственно описывается выражениемО 13 = " К 12 ( 1 ПЧо + 1 П В 07 - 1 Пйг 5 - )10 В 15эО 17 = К 16 (1 пЧо д 1 пйов -1 пй 161В 16Выходные сигналы дифференциаторов14 и 18 соответственно имеет видО 14 =Тд 14 =гд 141 О з К 12о 1 йс 5СэК 16О 16 =тд вйб С 1где тд 14, т д 1 в -постоянные времени20 дифференцирования дифференциаторов14 и 18.Выходной сигнал дифференциатора 14поступает на неинвертирующий вход блока 20 сравнения и поддерживает на выхо 25 де положительное напряжение, равноенапряжению насыщения сравнивающегоустройства,Напряжение с выхода дифференциатора 18 поступает на вход интегратора 19,30 1 т д 1 в К 16О 19 = -е 4 В 16Сэ 1где т 4 - постоянная времени интегратора19.Напряжение с выхода интегратора 19поступает на инвертирующий вход блока20 сравнения. В момент времени 11 равенства напряжений на входах блока 20 сравнения выходное напряжение на его выходескачкообразно изменится на противопо 40 ложные и станет -Чо. Момент времени определится из выраженияК 12 т 1, 7 д 16К 161673884 50 55 ра, при этом второй вывод опорного элемента подключен к выходу усилителя, а выводы дополнительного опорного элемента - к входу и выходу дополнительного усилителя соответственно. 40 45 При изменении знака выходного напряжения блока 20 сравнения инверторы 11,13,15 и 17 изменят свои коэффициенты передачи на противоположные и они станут равны 1.Выходной сигнал усилителей в этом случае будет соответственноВО 7,О 9 = Чо"5 сэ85БобО 1 о = - Ч, Я в 6 с 1бПроходя без изменения через инверторы 11 и 15 они поступают соответственно на выходы логарифматоров 12 и 16, выходные сигналы которых будутО 12 К 12 (пЧо+ пВ 07 пй 5- ),85эО 16 = К 16(1 пЧо+ проб пй 6 )186э Эти сигналы без изменения поступают на входы дифференциаторов 14 и 18 через инверторы 13 и 17, выходные сигналы которых соответственно имеют видКгО 14 =. д 145-эК 16О 16 =- да6з 1Напряжение с выхода дифференциатора 14 поступает на вход блока 20 сравнения. Напряжение с выхода дифференциатора 18 поступает на вход интегратора 19, входной сигнал которого описывается выражением-т д 18 К 164 ВбСэ 11.В этом случае в момент времени 12, когда сравняются напряжения на входах блока 20 сравнения, произойдет скачкообразное изменение его выходного напряжения на противоположное и станет + ЧоМомент времени 12 определяется из равенствад 18 К 16 -т д 14К 12 1 %16Сэ ЙВБ СЭ86отсюда 12 =М85Период колебаний будетТ =11+юг =ХМЙб%5 Выходные сигналы дифференциаторов 14 и 18 содержат информацию о температуре данной зоны вращающегося объекта. Эта информация содержится в амплитуде сигнала, Таким образом ис 5 10 15 20 25 30 35 пользуя амплитудный вольтметр переменного тока, можно контролировать температуру зон вращающегося объекта, а также получать информацию о температуре различных зон вращающегося объекта в виде амплитуды переменного напряжения,снимаемых с дифференциаторов. При использовании терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом получаем прямую зависимость амплитуды от температуры контролируемой зоны.Формула изобретения устройство для преобразования температуры вращающихся обьектов в электрический сигнал, содержащее опорный элемент, первый и второй вращающиеся конденсаторы, резистивный датчик температуры, подключенный к первым обкладкам первого и второго вращающихся конденсаторов, интегратор. усилитель, входом подключенный к второй обкладке второго вращающегося конденсатора и к одному из выводов опорного элемента, и блоксравнения,отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном расширении функциональных возможностей за счет получения информации об отношении температур различных зон вращающегося обьекта, в него введены дополнительный опорный элемент, последовательно соединенные первый инвертор, первый логарифматор, второй инвертор и первый дифференциатор, выходом подключенный к входу блока сравнения, последовательно соединенные первый добавочный вращающийся конденсатор. дополнительный резистивный датчик температуры, второй добавочный вращающийся конденсатор, дополнительный усилитель, третий инвертор, второй логарифматор, четвертый инвертор,второй дифференциатор, подключенный через интегратор к блоку сравнения, выходом подключенному к второй обкладке первого вращающегося конденсатора, управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого инверторов и к одной из обкладок первого добавочного вращающегося конденсато