Устройство для измерения динамических параметров вращающихся валов

)3.цш 1 йоЯР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательскийи конструкторский институт испытательных машин, приборов и средствизмерения масс(56) Мартяшин А.И Шахов Э.К. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения.М.: Энергия, 1976, с. 262,Патент ФРГ У 2.148.482,кл, С 01 1. 3/ 10, 1979.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЮЩИХСЯВА 310 В, состоящее из статорной части,содержащей усилитель мощности и связанную с ним первую статорную обмотку, последовательно соединенныекварцевый генератор, Формировательинтервала измерения, схему совпадения.и счетчик, причем второй вход,801176187 схемы совпадения соединен с второйстаторной обмоткой, и роторной части, содержащей последовательно соединенные первую роторную обмотку,выпрямитель, стабилизатор двухполярного напряжения питания роторнойчасти, преобразователь сигнала тензорезисторного мостового датчика вчастоту, парафазные выходы которогосоединены с диагональю питания тензорезисторного мостового датчика,измерительная диагональ которого соединена с сигнальными входами преобразователя сигнала мостового датчикав частоту, информационный выход которого соединен с второй роторной обмоткой, о Ф л и ч а ю щ е е с ятем, что с целью повышения точности, в него введены дифференциальныйусилитель,. выход которого соединен суправляющим входом преобразователясигнала тензорезисторного мостовогодатчика в частоту, а входы соединеныс первой роторной обмоткой, при этом .выход кварцевого генератора соединенс выходом усилителя мощности.1 1176Устройство относится к информационно-измерительной технике и можетбыть использовано в машиностроениии энергетике для измерения динамической деформации с помощью тензорезисторных мостовых преобразователей, располагаемых на вращающихсявалах,Цель изобретения - повышение точности,,10На чертеже изображена структурнаясхема устройства.Устройство состоит из статорнойчасти 1 и роторной части 2. Статорнаячасть 1 содержит последовательно соединенные кварцевый генератор 3, формирователь 4 интервала измерения,схему 5 совпадения, счетчик 6. Выходкварцевого генератора 3 соединен споследовательно соединенными усилиТелями 7 мощности и первой статорнойобмоткой 8, Вторая статорная обмотка9 соединена с вторым входом схемы 5совпадения, Роторная часть 2 содержитдве роторные обмотки 10 и 11, выпрямитель 12, входами соединенный с первой роторной обмоткой 10, а выходомс входом стабилизатора 13 двухполярного напряжения, питающую роторнуючасть , тензорезисторный мостовойдатчик 14, три резистора 15-17, диф 30.Ференциальный усилитель 18 и преобразователь 19 сигнала тензорезисторногомостового датчика в частоту.Парафазные выходы преобразователя19 сигнала мостового датчика в частоту соединены с диагональю питаниямостового датчика 14, измерительная.диагональ которого соединена с сигнальными входами преобразователя 19.Резисторы 15-17 соединены последова- ф 0тельно, причем крайние выводы резисторов 15 и 17 соединены с входамивыпрямителя 12, а выводы резистора16 соединены с входами дифференциального усилителя 18, выход которого соединен с управляющим входомпреобразователя 19. ИнФормационныйвыход преобразователя 19 соединен свторой роторной обмоткой 11. Преобразователь 19 тензорезисторного мостового датчика содержит переключатель20, делитель 21 частоты, масштабныйусилитель 22, три резистора 23-25,ключ 26, интегратор 27, компаратор28, формирователь 29, два триггера30 и 31,Устройство работает следующим об.разом. 187 2Частота кварцевого генератора 3через усилитель 7 мощности и первуюстаторную обмотку 8 поступает в первую роторную обмотку 10. Напряжениес роторной обмотки 10 подается в выпрямитель 12, с выхода которогопоступает в стабилизатор 13 двухполярного напряжения, выходные сигналыкоторого используются для питанияроторной части 2. Одновременно сигнал кварцевой частоты с роторнойобмотки 10 поступает через резисторы 15-17 на входы дифференциальногоусилителя 18, выходной сигнал которого управляет работой преобразователя 19 сигнала тензорезисторногомостового датчика в частоту, Выходная частота преобразователя 19 передается через вторую роторную обмотку 11 и через вторую статорную об 1мотку 9 на вход схемы 5 совпадения,которая открывается по другому входу на время, задаваемое формирователем 4 интервала измерения. Счетчик 6накапливает импульсы с преобразователя 19 сигнала тензорезисторногодатчика в частоту втечение интервала измерения,Преобразователь сигнала тензорезисторного мостового датчика в частоту работает следующим образом.Через переключатель 20 двухполярное стабилизированное напряжение со стабилизатора 13 подается на диагональ питания тензорезисторного мостового датчика 14. Пусть на интервале й положение переключателя 20 таково, что напряжение на выводе резистора 23 отрицательное, а на выводе резистора 25 положительное. Напряжение с выхода датчика 14 через масштабный усилитель 22 и резистор 24 поступает на вход интегратора 27. В начале интервалаположение триггера 30 таково, что ключ 26 открыт, Пусть резистор 23 много больше резистора 25, тогда импульс с выхода дифференциального усилителя 18 поступает на С-вход триггера 30, ключ 26 отключается, на вход интегратора 27 подается только напряжение через резистор 23 при выходном сигнале датчика, равном нулю. Поэтому накопительный элемент интегратора начинает перезаряжаться, изменяя отрицательное выходное напряжение интегратора в положительную сторону, и в определенный момент перейдет763нулевой уровень, компаратор 28 изменит свое состояние на противоположное и через Формирователь 29 даст разрешение на Д -вход триггера 30; но срабатывает триггер от первого следующего после этого импульса, приходящего на С-вход триггера с дифференциального усилителя 18. С выхода триггера 30 осуществляется управление временем, в течение которого О на интегратор 27 поступает опорное напряжение через резистор 25. Час- тота сброса этого напряжения интегратором, а значит и начальная выходная частота преобразования, соответствующая нулевой нагрузке датчика, определяется отношением резисторов 23 и 25 и периодом частоты импульсов, поступающих на С-вход триггера 30, которая равна частоте импульсов 20 кварцевого генератора 3. При изменении выходного сигнала мостового датчика 14 происходит алгебраическое суммирование токов, проходящих через резисторы 23 и 24, т.е, скорость 25 накопления напряжения интегратором увеличивается или уменьшается, а значит изменяется частота сброса этого напряжения. Изменение этой частоты относительно начальной пропорционально нагрузке датчика.Сигнал с дифференциального усилителя 18 поступает на делитель 21 частоты, а с него - на 1 -вход триг-. гера 31, который дает разрешение но35 срабатывает триггер от первого, следующего после этого импульса, приходящего на С-вход триггера 31 с выхода триггера 30, При перебросе триггера 31 происходит перекидывание переклю чателя 20 в положение, соответствующее работе на интервале г.2, когда напряжение на выводе резистора 23 87положительное, а на выводе резистора25 отрицательное. Работа преобразователя на интервале С 2 аналогичнаработе на интервале, изменяется1 флишь рабочий Фронт компаратора припереходе интегратора через нуль,так как на интервале Т интегратор1стремится перейти нуль, перезаряжаясь от отрицательного значения в положительную сторону фронт компаратора положительный), а на интервале С интегратор стремится перейтинуль, перезаряжаясь от положительного значения в отрицательную сторону(фронт компаратора отрицательный).Задача Формирователя 29 - формирование одинакового Фронта на интервалах т и Е.1Таким образом, в предлагаемомустройстве преобразователь сигналатензорезисторного мостового датчикавыполняется по структуре преобразователя с импульсным звеном обратнойсвязи, стабильность длительности импульса которого обеспечивается кварцевым генератором, расположенным пастаторной части, Это увеличиваетточность и упрощает устройство, таккак позволяет использовать одну передающую систему для управления преобразователем и обеспечения питанияроторной части, Кроме того, использование частоты того же кварцевогогенератора для формирования интер- .вала измерения счетчика позволяетвыбрать интервал измерения кратнымпериоду переключения тензорезисторного мостового датчика, что увеличивает точность за счет исключения ад-.дитивных погрешностей масштабногоусилителя и интеграторов, входящихв состав преобразователя сигнала мостового датчика в частоту,1176187 Составитель А.Пашковедактор Е.Копча Техред Ж.Кастелевич ектор В.Синицкая 34/41 ВНИИПИ д, 4 н 11303 жгброд, ул. Проектная, 4 ПИ "Патент",или Тираж 897 Государственного ком делам изобретений и о 1 осква, Ж, Раушская Подписнота СССРытий