Устройство для измерения вибросмещений элементов в аппарате магнитной записи

,14 УБЛ 1 Н 11 БРЕТЕНИЯ ОПИСА ЛЬСТВ ОРСКОМУ СВИ(71) Куйбышевский авиационный институт им. акад, С.П.Королева(56) Авторское свидетельство СССР В 788169, кл, С 11 В 27/36, 1980.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯСМЕЩЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ВНОЙ ЗАПИСИ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цельюизобретения является повышение точности и достоверности за счет контроля совпадения реальной функции преобразования с экспоненциальной функцией, Измерение вибросмещений основанона обеспечении независимости чувствительности устройства к вибрации отвеличины установочного зазора Ь между вихретоковыми преобразователем 1 иконтролируемым предметом 32, что выИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОАППАРАТЕ МАГНИТется повышеИзобретение относится к контрольно-измерительной: технике, может. быть использовано для измерения вибропере- мещений электропроводящих предметов, в частности для измерения вибросмещений элементов в аппарате магнитной записи, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. В 788 169. ти а с ункнои на функ редставлстройстваодержит в1 (ВТП) нальная схема Устройство преобразователковый ящий хрет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР полняется при условии совпадения реальной функции преобразования устройства с экспоненциальной функцией,Сущность изобретения состоит в том,что сигналы с дополнительных измерительных катушек 4 и 5 используютсядля формирования на выходе второгоблока 23 вычитания дифференциальногосигнала Ц , амплитуда которого содержит информацию о погрешности аппроксимирования реальной функции преобразования устройства экспоненциальнойфуцй, При лов Пв 0,( П,Ц.рФГде Опар и Ппьр - пороги срабатываниядвухпорогового компаратора 24, сигнал Пз проходит на выход двухпорогового компаратора 24, и индикатор 25индицирует режим достоверных измерений. В случае выхода устройства изрежима достоверных измерений оператор восстанавливает этот режим путемизменения установочного зазора ЬУменьшением диапазона срабатываниядвухпорогового компаратора (уменьшением величин порогов Бювар и Н+ор)достигается повышение точности измерений. 1 ил,Целью изобретения яве точности и достовернтроля совпадения реалеобраэования с экспоннкцией.На чертеже пиз основной измерительной катушки 2,возбуждающей катушки 3, расположеннойсоосно основной измеритецьной катушке 2, две дополнительных измерительных катушки 4 н 5, расположенные пообе стороны от основной измерительной катушки 2 на одинаковом расстоянии от нее, последовательно соединенные генератор 6 и модулятор 7, выходом подключенным к возбуждающей катушке 3, последовательно соединенныепервый регулируемый усилитель 8, первым входом подключенный к основнойизмерительной катушке 2, первый линейныйусилитель 9, первый детектор10, первый. фильтр 11 нижних частот(ФНЧ), усилитль 12 переменного напряжения и регистратор 13, последовательно соединенные источник 14 опорного напряжения, блок 15 сравнения иинтегратор 16, выходам подключенныйк управляющему входу модулятора 2,при этом второй вход блока 15 сравнения подключен к выходу первого ФНЧ,последовательно соединенные второйрегулируемый усилитель 17, первымвходом подключенный К дополнительнойкатушке 4, второй линейный усилитель18, второй детектор 19, второй ФНЧ 3 О20, первый блок 21 вычитания, первыйблок 22 деления, второй блок 23 вычитания, двухпороговый компаратор 24 ииндикатор 25, последовательно соединенные третий регулируемый усилитель26, первым входом подключенный к до-полнительной катушке 5, третий линейный усилитель 27, третий детектор 28,третий блок 30 вычитания и второйблок 31 деления, выходом подключен- Щный к второму входу второго блока 23вычитания, при этом вторые (управляющие) входы первого, второго и третьего регулируемых усилителей 8, 17 и2 б подключены к выходу интегратора.16, вторые входы первого блока 21 вычитания, первого блока 22 деления итретьего блока 30 вычитания подключен.;ны к выходу источника 14 опорногонапряжения, а второй вход второгоблока 31 деления подключен к выходутретьего ФНЧ 29. Измерение виброперемещений в уст-, ройстве основано на том, что,если 1 функция преобразования устройства55 Й(Ь), где Ь - расстояние между контролируемым предметом 32 и ВТП 1, удовлетворяет соотношению= сЕЬ)аь ф где а - постоянный коэффициент;К, - коэффициент, величина кото"рого пропорциональна амплитуде возбуждающего вихрето.о ковый преобразователь тока, а величина при наличии вибрации определяется соотно- шением(3) гдеЬ - вибросмещение,получим, что напряжение Оунч.на выходе первого ФНЧ 11 определяется соотношением аЪц,= К,К е, (4) где К - коэффициент преобразования последовательно соединенных первого регулируемого усилителя 8, первого линейногоф усилителя 9, первого детектора 10 и первого ФНЧ 11. Если, согласно сказанному, меняя величины К и К, обеспечить равенство Офкч орП, то будет справедливым соотно- шение-аЪеТогда чувствительностьк вибрации определяется си (5) соотношениемд 04 нчаь =-ац(6) где с - коэффициент пропорциональности, то путем изменения величины коэффициента передачи первого регулируемого усилителя 8 и изменения амплитуды тока питания ВТП 1 можно поддерживать среднее значение напряжения Бфич р на выходе первого ФНЧ 11 постоянным и равным величине опорного напряжения Г, на выходе источника 14 опорного напряжения, а следовательно, поддерживать стабильной и величину дифференциальной чувствительак(ъ)ности к вибрации . Учитывая, что соотношение (1) справедливо только для экспоненциальных функций, зависимость величины выходного напряжения б вихретокового преобразователя от величины Ь может быть для определенного диапазона значений установочного зазора Ь, аппроксимирована экспоненциальной функцией1467402 6налы Г(Ь ) и Е(Ь -д). СигналыдЕ (по ) Н (по Л)а-. - - . пОступают ссоти не зависит от в еличйны по устано а вочно го зазора .Устройство работает следующим образом .ВТП запитывают током частотой ыи устанавливают в непосредственнойблизости от контролируемого предмета3 2 , спектр частот вибрации котороголежит в диапазоне Р; - Р 2Если в е 0личина установочного зазора Ь о лежитне 1 о оо у гдпо- соответственно минимальное имаксимальное значения Ьо, при котором верно соотношение (2), то чувствительность устройства к вибрациипостоянна и определяется соотношением(6). Обозначим д расстояние междуплоскостями основной измерительнойкатушки 2 и дополнительной катушки 4 20или 5, тогда расстояние между катушкой 5 и контролируемым предметом 32равно Ьо-а., а между катушкой 4 иконтролируемым предметом 32 - Ьо + л .Коэффициенты передач линейных усилителей 9, 18 и 27 равны между собой,одинаковы также коэффициенты передачдетекторов 10, 19 и 28 и ФНЧ 11, 20и 29. Частота среза первого ФНЧ 1 1Р фнч должна удовлетворять условию 30Р 2Р фич 1 соу а частота среза второгои третьего ФНЧ 20 и 29 - Р фнчи Р фнчР, у при этом напряжение навыходе первого ФНЧ 11 0 ф,= Г(Ь +Ь),на выходе второго ФНЧ 20 Н фнч 2Е(Ь + Л) у а на выходе третьего ФНЧ29 - Н фнч асс (11 -ь), Величины коэф, фициентов передачи модулятора 7 и регулируемых усилителей 8, 17 и 26 изменяются до тех пор, пока среднее , 40значение напряжения на выходе первого ФНЧ 11 не будет равно опорномунапряжению, т,е. Й(Ь ) = Б , поэтомуна выходе первого блока 21 вычитанияв установившемся режиме будет сформирован сигнал Б,=й(Ь,+д)-Ело), а навыходе третьего блока 30 вычитания -сигнал 02 ГЬо)-Г(Ь -Л). Согласно известным соотношениям величина3 Е Е(Ь о+Ь ) - (Ь о)одляЬ=Ь и503 Ьо ПОЭТОму П 1 " ЛГ (ЬО) И Б 2 Л М (ЬО) а 5Сигналы У и И далее поступают напервые входы первого и второго блоков 22 и 31 деления, на вторые входыкоторых поступают соответственно сиг(1 ) - (1,-а)еЗЬ Ь- дляп=п-до у ветственно на первый и второй вход второго блока 23 вычитания, а с егоа кВ) выхода сигнал Н = ---- - з О) И (1,-Д)- -у 7 -- у- поступает на вход двухпоорогового компаратора 24.Ц Н у где Цро,уН , - пороги срабатывания двухйорогового компаратора 24, то с выходадвухпорогового компаратора на входиндикатора 25 пройдет сигнал и индикатор 25 будет индицировать режимдостоверных измерений, при которомреальная. функция преобразования ЙЬ)соответствует соотношению (4), таккак только для экспоненциальной функк(ь)ции верно равенство= сопятГ(Ь)для всех значений Б. Действительно,если реальная функция преобразованияописывается выражением (4), то Б, =Д Г (11) = ЛК,Ка еН 2=2уЬо Ь) = ЛК,К 2 а е "о ").При этом сигналы с выхода первогоблока 22 деления-- = - д а и сГ 7 ь,)выхода второго блока 31 деления02ЙЬ о:Ь)= - Л а равны между собойуследовательно, на,входе двухпорогового компаратора 24 будет сигнал, равный нулю, и индикатор 25 индицируетрежим достоверных измерений. В томслучае, когда индикация этого режимапрекратится, оператор изменяет установочный зазор и до тех пор, покавновь не восстановится режим достоверных измерений,Таким образом, устройство позволяет путем задания соответствующих значений величинам порогов Б , и Н достигнуть необходимой точности совпадения реальной функции преобразования с функцией, описываемой соотношением (4), и, тем самым, повысить точность измерений до значения, определяемого минимально достижимой разностью (Б о в .Н ,р ), а также индицировать в течение всего процесса измерений режим достоверных измерений и при необходимости восстанавливать его, Особенно целесообразно применение устройства в случае, ког"1467402 Составитель О.Смирново Техред М.Дидык Коррект Некмар ктор Л,Гра Подписн тениям и открытиям пр ская наб., д, 4/5ГКНТ ССС 11 ееПроизводственно-издательский комбинат Патент , г. од, ул. Гагарина,1 да невозможно определить величинуустановочного зазора, например, приустановке датчика вибрации в отвер-стие в непрозрачном кожухе, за которым расположен контролируемый предмет. Формула и э о б р е т е н и я10Устройство для измерения вибросме,щений элементов в аппарате магнитной записи по авт. св. У 788169, о т л ич а ю щ е е с .я тем, что, с целью повышения точности и достоверности, 15 оно снабжено последовательно соеди" ненными вторым регулируемым усилителем, вторым линейным усилителем, вторым детектором, вторым фильтром нижних частот, первым блоком вычитания, 20 первым блоком деления, вторым блоком вычищуания, двухпороговым компаратором и индикатором и последовательно Заказ 1184/37 Тираж 512 ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Рсоединенными третьим регулируемымусилителем, третьим линейным усилите. -лем, третьим детектором, третьимфильтром нижних частот, третьим блоком вычитания и вторым блоком деления, второй вход которого. соединен свыходом третьего фильтра нижних частот, выход - с вторым входом второгоблока вычитания, а также двумя дополнительными измерительными катушками,расположенными по обе стороны от основной.измерительной катушки вихретокового преобразователя на одинаковомрасстоянии от нее, независимо подклченными к входам второго и третьегорегулируемых усилителей, управляющиевходы которых соединены с выходом интегратора,.а вторые входы первогоблока вычитания, первого блока деления и третьего блока вычитания соединены с выходом источника опорногонапряжения.