Устройство для измерения динамическихпараметров вращающихся обектов

Союз Советских Соцналнстических Республик(51)М. К 2) Заявлено 230579 (21) 2770907/18-2 присоединение23) Приоритет аявки Мо 1 О 51 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.72(088. ата опубликования описания 300 б 8;Г,Гусев, В.Ф.Проценко, С.С.Торопов 1) Заявитель фимский авиационный институт им,1";.ОрдЖоникидз(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРО ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ 0 Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано д.".я измерения динамических параметров (деформаций, давления, крутящего момента,вибраций и др.) вращающихся объектов с помощью бесконтактных токосъемников трансформаторного типаи резистивных преобразователей, располагаемых на вращающемся объекте.Известно устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектовс использованием бесконтактных токосъемников - вращающихся трансформаторов 11 .Недостатком известного устройства является невозможность одновременного выполнения основных требований,. предъявляемых к устройствам для измерения динамических параметров вращающихся объектов - широкого частотного диапазона измерений и широкой области рабочих температур и механических воздействий (вибраций, ускорений и т.д.), при которых сохраняется работоспособность устройств.Известно устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающиебесконтактные токосъемники трансформаторного типа, генераторы высокой и низких частот, диодные выпрямители и тензомосты, расположенные на вращающейся части объекта, передающий бесконтактный токосъемник трансформаторного типа частотные селекторы, усилители и регистрирующий блок Г 21.Недостатком этого устройства является ограниченный частотный диапазон.Цель изобретения - расширение частотного диапазона.Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, тензометрический мост, расположенный на вращающемся объекте и регистрирующий блок, снабжено генератором прямоугольного напряжения, обмоткой обратной связи питающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа и усилителем постоянного тока с дифференциальным входом, причем, обмотка обратной связи размещена в статорной части питающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа и подсоединения к инвертируюВо вращающейся обмотке ю токосъемника 3 формируется напряжение, повторяющее по форме напряжение ЧЬ) (фиг.2) . Это напряжение поступает на одну из диагоналей тенэометрического моста 4, расположенного на вращающемся объекте 5, Разбаланс моста 4, под действием контролируемого ди намического параметра х (с) (Фиг,2 б) 60 щему входу усилителя постоянноготока, неинвертирующий вход которогосоединен с выходом генератора прямоугольного напряжения, а выход усилителя присоединен к первичной обмоткепитающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа, вращающаяся обмотка которого соединена содной из диагоналей тензометрического моста,.другая диагональ которого подсоединена к подвижной обмотке передающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа, неподвижная обмотка которого соединенасо входом регистрирующего блока.На фиг.1 представлена блок-схемаустройства;на фиг.2 - временныедиаг 15раммы .Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов содержит генератор 1 прямоугольного напряжения, усилитель 2 постояннаго тока с дифференциальным входом,питающий бесконтактный токосъемник3 трансформаторного типа, тензометрический мост 4, расположенный навращающемся объекте 5, передающий 25бесконтактный токосъемник транспортного типа и регистрирующий блок 7.Устройство работает следующимобразом.Генератор 1 формирует напряжение1 ) (фиг.2 а) прямоугольной формы с длительностью л т., заведомобольшей периода низшей гармоники контролируемого частотного диапазонадинамического параметра х(1)(фиг.2 б) . Это напряжение поступаетна неинвертирующий вход усилителя 2постоянного тока с коэффициентом к,а затем на первичную обмотку ж,питающего токосъемника 3, Возникающеена обмотке 4 обратной связи напряжение Чо подается на инвертирующийвход усилителя 2. Дифференциальныйсигнал ь ч=ч -чо формирующийся навходе усилителя 2, усиливается в краз и прикладывается к первичной 45обмотке %1 токосъемника 3, вызываяв ней ток такой величины, чтобыразностный сигнал д ч=ч,.;ч уменьшился.При достаточно большом значениикоэффициента усилия к усилителя 2разностный сигнал дЧ - О, а следовательно, напряжение, формируемое вобмотке %2 обратной связи будетточно совпадать по форме с напряжением, ч (фиг.2 а) .1 приведет к возникновению тока 1 Цв его измерительной диагонали, йротекающего через врашающуюся обмотку(фиг.2 в)Индуктированный в неподвижнойобмотке ы сигнал, пропорциональный величине разбаланса моста, аследовательно и величине контролируемого динамического параметрах(1) , регистрируется блоком 7. Присмене полярности питающего напряжения на диагонали тензомоста 4 направление тока 1 1) меняется напротивоположное, следовательно, инвертируется фаза регистрируемыхколебаний (фиг.2 в) . Восстановлениеначальной фазы колебаний осуществляется регистрирующим блоком 7.Таким образом в устройстве питание тензометрического моста осуществляется постоянным током в течение интервалов д 1, Длительностьэтих интервалов зависит от конструкции и материала магнитопроводапередающего токосъемника 3, а такжеот числа витков обмоток х и ыз.При правильно сконструированномтокосъемнике 3 удается получить значением=200-100 д,-что соответствуетзначениям периодов гармоническихколебаний с частотой 5-10 Гц,Ширина частотного диапазонав устройстве связана только с инерционными свойствами материала магнитопровода передающего токосъемника б,Отсутствие каких-либо элементовэлектроники на вращающемся объектеснимает все ограничения по температурному и скоростному диапазонуприменения.Кроме этого, низкочастотный процесс перемагничивания сердечникамагнитопровода передающего токосъемника 3 позволяет использоватьв качестве материала пермаллои,электротехнические стали и другиенизкочастотные ферромагнитные материалы.Это приводит к улучшению связимежду обмотками % и Фз,уменьшениюих потоков рассеяния, что увеличивает КПД.В устройстве для измерения динамических параметров вращающихсяобъектов число измерительных каналов, которые можно организовать припараллельном подключении тензометрических мостов к подвижной о мотке питающего токосъемника, ограничено только мощностью этого токосъемника.Формула изобретения устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов, содержащее питающий и передаю842408 выход усилителя присоединен к первичной обмотке питающего бесконтактного токосъемника трансформаторноготипа, вращающаяся обмотка которогосоединена с одной из диагоналей тензометрического моста, другая диагональ которого подсоединена к подвижной обмотке передающего бесконтактного токосъемника трансформаторноготипа, неподвижная обмотка которогосоединена со входом регистрирующего 1 О блока. ВНИИПИ Заказ 5049/40 Т 02 Подписное Проектная,4 Филиал ППППатентф,г,ужгор щии бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, тензометрический мост, расположенный на вращающемся объекте, и регистрирующий блок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, оно снабжено генератором прямоугольного напряжения, обмоткой обратной связи питающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа и усилителем постоянного тока с дифференциальным входом, причем, обмотка обратной связи размещена в статорной части питающего бесконтактного токосъемника трансформаторного типа и подсоединения к инвертирующему входу усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с выходом генератора прямоугольного напряжения, аЛ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Самбурский А.И., Новик В.К. Бесконтактные измерения параметров вращающихся объектов. М., Машиностроение, 1976.2. Авторское свидетельство СССР Р 175695, кл, С 01 Ь 45/02, 1964,