Бесконтактное устройство для измерения параметров вращающегося объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХ,СОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 01 В 7/16 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1/25-28 7 но-иссле сп танию трак ных машин яистве А.И.Ро ненко . детельство СССР В 7/16, 1978. тельство СССР 1 В 7/16, 1981. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОВ ВРАЩАЮЩЕГОСЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 426994 (22) 13.05.8 (46) 07.02.89. Бю (71) Кубанский на тельский институт торов .и сельскохо (2) Н.К,Таригин, и О.А.Поляков (53) 531.781.2(08 (56) Авторское св Ф 717576, кл. С ОАвторское свид У 1013743, кл. С (54) БЕСКОНТАКТНО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТ ОБЪЕКТА 8014567 2(57) Устройство относится к тенэометрическим устройствам для измерения параметров вращающихся объектов, может быть использовано для измерения резистивным датчиком деформации, крутящего момента, углового ускорения и т,п, Цель изобретения - повышение точности за счет компенсации влияния на коэффициент передачи токосъемника углового положения подвижной обмотки 2 относительно неподвижной обмотки 6, что достигается введением предназначенного для установки на вращающемся объекте кодирующего диска 3 с двумя дорожками,ина одной иэ которых 2 оптических1 меток .4, а на другой - одна метка 5, двух излучателей 9 и 1 О и сопряженных с ними фотоэлектрических приемников 11 и 12, двух формирователей 13 и 14 импульсов, двоичного счетчика 15 на и разрядов, счетный вход которого соединен с формирователем 13 импульсов с приемника 11 первой дорожки, а установочный вход - с формирователем 14 импульсов с приемника 12 второй дорожки диска, и инверторов 16, каждый из которых соединен с выходом одного из разрядов счетчика 15, и переключателей 17 с двумя неподвижными и одним подвижным контактами, дешифратора 18 на и вхо 456766дов и 2" выходов, 2" цепей 19 коррекции, каждая из которых своим входом соединена с одним из выходов деишифратора 8, и сумматора 20 на 2+1входов, причем неподвижные контактыкаждого переключателя 17 соединенысоответственно с входом и выходоминвертора 16 одного из разрядов счетчика, а подвижные контакты механически соединены между собой и подключены к соответствующим входам дешифратора 18. Положение переключателей 17 изменяют при изменении направления вращения. Устройство позволяет снизить погрешность до 0,153,1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрическим устройствам для измерения физических параметров вращающихся объектов, и может быть использовано для изме 1 ения на таких объектах резистивным датчиком деформации, крутящего момента, углового ускорения и т,п. 0Цель изобретения - повышение точности за счет компенсации влияния на коэффициент передачи токосъемника углового положения подвижной обмотки относительно неподвижной. 15Поставленная цель достигается введением предназначенного для установки на вращающемся объекте кодирующего диска с двумя концентричными. дорожками, на одной из которых 2 " 20 оптических меток выполнены с равномерным шагом по окружности, а на другой выполнена одна метка, угловая координата которой совпадает с угловой координатой одной из меток пер вой дорожки, двух излучателей и сопряженных с ними фотоэлектрических приемников, предназначенных для установки против соответствующих дорожек диска, двух формирователей им- З 0 пульсов, каждый из которых своим входом соединен с одним из фотоэлектрических приемников, двоичного счетчика на и разрядов, счетный вход которого соединен с формирователем импульсов с приемника первой дорожки, а установочный вход - с формирователем импульсов с приемника второй дорожки диска, и инверторов, каждый из которых соединен с выходом одного из разрядов счетчика, и переключателей с двумя неподвижными и одним подвижным контактом, дешифратора на и вхой идов и 2 выходов, 2 цепей коррекции, каждая из которых своим входом соединена с одним их выходов дешифратора, и сумматора на (2 +1) входов, соединенных соответственно с выходами измерителя амплитуды и цепей коррекции, причем неподвижные контакты каждого переключателя соединены соответственно с входом и выходом инвертора одного из разрядов счетчика, а подвижные контакты механически соединены между собой и подключены к соответствующим входам дешифратора.На чертеже представлена схема бесконтактного устройства для измерения параметров вращающегосяобъекта.Устройство содержит предназначенные для размещения на вращающемся объекте резистивный измерительный преобразователь 1 параметра объекта, подвижную обмотку 2 индуктивного токосъемника, соединенную с резистивным преобразователем 1, и коди 456766рующий диск 3 с двумя кочцентричными дорожками, на одной из которых с равномерным шагом по окружности выполнены 2 оптических меток 4, наипример прорезей, а на другой выполнена одна метка 5, угловая координа.та которой совпадает с угловой координатой одной из меток 4 первой дорожки, а также предназначенные для стационарного размещения неподвижную обмотку 6 индуктивного токо - сьемника, соединенные с ней генератор 7 переменного тока и измеритель 8 амплитуды переменного напряжения, два излучателя 9 и 10 и два сопряженных с ними фотоэлектрических приемника 11 и 12, предназначенные для установки против соответствующих дорожек диска 3, два формирователя 13 и 14 импульсов, каждый из которых своим входом соединен с одним из фотоэлектрических приемников 11 или 12, двоичный счетчик 15 на и разрядов, счетный вход которого соединен с формирователем 13 импульсов с прием. ника 11 первой дорожки, а установочный вход - с формирователем 14 импульсов с приемника 1 2 второй дорожки диска 3, и инверторов 16, каждый из которых соединен с выходом одного из разрядов счетчика 15,. п переключателей 17 с двумя неподвижными и одним подвижным контактом, дешифраи н тор 18 на и входов и 2 выходов, 2 цепей 19 коррекции, каждая из которых соединена своим входом с одним из выходов дешифратора 18, и сумматор 20 на (2" +1) входов, соединенных. соответственно с выходами измерителя 8 амплитуды и цепей 19 коррекции. Неподвижные контакты каждого переключателя 17 соединены соответственно с входом и выходом инвертора 16 одного из разрядов счетчика 15, а подвижные контакты механически соединены между собой и подключены к соответствующим входам дешифратора 18 Устройство ра.ботает следующим образом.Перед измерением резистивный измерительный преобразователь 1, например тензорезистор, соединенную с ним подвижную обмотку 2 индуктивного токосъемника и кодирующий диск 3 устанавливают на вращающемся объекте, например на валу 21. Против дорожек кодирующего диска 3 закрепляют излу О 20 30 35 40 45 50 55 чатели 9 и 10 и сопряженные с ними фотоэлектрические приемникии 12. Подвижные контакты переключателей 7 устанавливают в одно из двух положе - ний, соответствуюшее выбранному нап - равлению вращения вала 2. При изменении направления вращения переклю - чатели 17 переводят в противоположное состояние механическим перемещением всех подвижных контактов. В процессе испытаний объекта резистивный измерительный преобразователь 1 изменяет свою величину, что приводит к изменению тока в подвижной обмотке 2:индуктивного токосъемника, возбуждаемого генератором 7 переменногослтока. Напряжение на неподвижной обмотке 6 индуктивного токосьемникапри этом также изменяется, и измери -тель 8 фиксирует новое значение амплитуды нап ряжения, ко торо е передается на выход этого измерителя и по -ступает в сумматор 20Одновременнопрн прохождении метки 5 на вторяйдорожке счетчик 15 устанавливается в исходное состояние, например, соответствующее нулевым уровням напря. кения на выходах всех его двоичных разрядов, При этом дешифратор 18подключает к цепи сумматора 20 первую цепь 19 коррекции, и на выходесумматора 20 появляется ".игнал, вкотором отсутствует скомпенсированная цепью 19 погрешность от влиянияуглового положения подвижной обмотки 2 относительно неподвижной обмотки 6 в данном положении кодирующегодиска 3, При прохождении следующейметки 4 счетчик переходит в следующее состояние, дешифратор 18 подключает к сумматору 20 следующую цепь19 коррекции, и на новое угловое положение подвижной обмотки 2 вводится новая величина коррекции Этотпроцесс повторяется аналогично длявсех последующих меток 4 диска 3,При изменении направления вращения вала 2 в дешифратор 18 поступают инверсные значения кода счетчика,и цепи 19 коррекции подключаются ксумматору 20 в обратном порядке, чтообеслечивает соответствие между угловым положением подвижной обмотки 2и величиной, необходимой для этогокоррекции при любом направлениивращения вала,Использование предлагаемого устройства позволит повысить точность1Заказ 2758 Тираж 683 ПодписноеВНИИИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 измерения физического параметра на вращающемся объекте за счет снижения погрешности, связанной с нестабильностью в прбцессе вращения коэффиФента передачи индуктивного токо 5 съемника, до уровня менее 0,157 при трех разрядах двоичного счетчика,Формула изобретенияБесконтактное устройство для измерения параметров вращающегося объекта, содержащее индуктивный токосъемник с подвижной и неподвижной обмотками, резистивный измерительный преобразователь параметра объекта, соединенный с подвижной обмоткой, генератор переменного тока и измеритель амплитуды переменного напряжения, соединенные с неподвижной обмоткой, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повышения точности за счет компенсации влияния на коэффициент передачи токосъемника углового положения подвижной обмотки относительно неподвижной, оно снабжено предназначенным для установки на вращающемся объек" те кодирующим диском с двумя концентричными дорожками, на одной из которых 2" оптических меток выполнены с равномерным шагом по окружности, а на другой выполнена одна метка, угловая координата которой совпадает с угловой координатой одной иэ меток первой дорожки, двумя излучателями и сопряженными с ними фотоэлектрическими приемниками, предназначенными для установки против соответствующих дорожек диска, двумя формирователями импульсов, каждый из которых своим входом соединен с одним из фотоэлектрических приемников, двоичным счетчиком на и разрядов, счетный вход которого соединен с формирователем импульсов с приемника первой дорожки, а установочньй вход - с формирователем импульсов с приемника второй дорожки диска, и инверторами, каждый иэ которых соединен с выходом одного иэ разрядов счетчика, и переключателями с двумя неподвижными и одним подвижным контактами, дешифратором на и входовИ ии 2 выходов, 2 цепями коррекции, каждая иэ которых соединена своим входом с одним иэ выходов дешифратора, и сумматором на (2 +1) входов,йсоединенных соотвегственно с выходами измерителя амплитуды и цепей коррекции, неподвижные контакты каждого переключателя соединены соответственно с входом и выходом инвертора одного из разрядов счетчика, а подвижные контакты механически соединены мвкду собой и подключены к соответствующим входам дешифратора,