Устройство для измерения гармонических

ОП ИС"А-Н И Е И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ 252768 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вт. свидетельства М -Зависим 42 с, 12 42 д, 10 21 е, 11.2 Заявлено 04.711,1966 (М 1089200/18-10 ем заявки М -с присоединен Комитет по делам зобретений и открытий при Совете Министров СССРМП К Сх 01 с Ст 0 1 1 т Ст 01 гК 517,512.2:534. .441.3 (088,8) Приоритет -Опубликова ллетень Ме 36 20,Х 1.196 Дата опубликования описания 25.1,1971 Авторыизобретени М. Пьяница и В. Н, Юкси Заявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГАРМОНИЧЕСКИХСОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛ, МОМЕНТОВ, ПЕРЕМЕЩЕНИВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ 20 Изобретение относится к аппаратуре для испытания машин и механизмов.Известно, что гармонический анализ величин, характеризующих движение вращающихся объектов, например винта вертолета, наиболее полно характеризует условия работы.Известны устройства для гармонического анализа этих величин, содержащие датчики, преобразующие силы, моменты, перемещения в электрические величины, и генератор опорных прямоугольных напряжений, частоты которых соответствуют определяемым гармоникам, приводимый во вращение от испытуемого объекта.В этих устройствах проинтегрированцый сигнал датчика уравновешивается соответствующей долей опорного напряжения, раздельно по синусной и косинусной составляющим. Такое устройство принципиально может дать истинные значения гармонических составляющих только линейных объектов, не говоря уже о неудобстве раздельного уравновешивания обеих, составляющих.Цель изобретения - полная автоматизация измерения и существенное повышение ч очности.Это достигнуто выполнениетм генератора опорных напряжений в виде статора, снабженного ицдуктивньгми датчиками по два на какдую измеряемую гармонику, смещенными одна относительно другой на 1: 4" окружности, где и - номер измеряемой гармоники и ротора, выполненного цз набора цемагнцтцых дисков, по одному на каждую контролируемую гармонику с укрепленными на нцх кольцами из магццтомягкого материала, на которых вдоль образующих илц радиально сделаны вырезы по форме полуволны синусоиды глубиной, равной шцрцл 1 е полюса датчика, чередующиеся с обеих сторон кольца, количество которых на кольце равно удвоенному номеру гармоники, Схема преобразования сигналов датчиков контролируемой величины и опорных напряжений выполнена в виде усилителя и трех мостов, каждый из которых образован двумя вакуумными термопреобразователямц ц активными сопротивлениями, включенными параллельно одной диагональю к датчику контролируемой величины, а другой диагональю соответственно к источнику постоянного напряжения и к индуктивным датчикам генератора опорных напряжений (синусцому и косинуснохту), причем термопары термопреобразователей каждого моста включены одна навстречу другой в вольтметр. Таким образом, значения измеряемой величины умножаются на синусы и косинусы соответсгвуюц;цх углов и интегрируются, т, е. выполняется алгоритм гармонического анализа.На фцг, 1 показан один из дисков генера257768 2-.Е, = С(г,. + гн)"г 1;о Очевидно 33 тора опорных напряжений с соответствующими индуктивными датчиками; на фиг. 2 - схема преобразования сигнала контролируемой величины и опорного напряжения,1 хак показано на фиг. 1, генератор опорных напряжений содержит вал 1, несущий диски 2 из немагнитного материала, по одному ня каядую контролируемую гармонику, с кольцами 8 из магнитомягкого материала, имеющимц вдоль образующих вырезы 4, чередующиеся по обе стороны кольца так, что против выреза с одной стороны находится с другой стороны невырезанная часть. Общее число вырезов на кольце равно удвоенному номер гармоники. Вырезы образованы полуволной синусоиды, глубиной, равной ширине полюса датчика 5 индуктивного типа. В плоских кол 1- цах вырезы выполняют в радиальном направлении, Оба датчика смещены один относительного другого на 1:4 гг окружности, где гг - номер гармоники, Таким образом, при вращении вала 1 контролируемых объектом в индуктивных датчиках 5 генерируются сдвинутые относительно друг друга на 90 синусоидальные напряжения с частотами, соответствующими контролируемым гармоникам. Прн первоначальной доводке устройства с валом сочленяют образцовый датчик синусоидальных напряжений и, совместив его выход с выходом одного из датчиков 5 по фазе, сопоставляют их, например, ца экране осциллографа. В случае отклонения сигнала датчика 5 от синусоидальности осуществляют корректировку вручную, например подпцловкой кольца,Как показано ца фцг, 2, напряжения датчиков 5 включены в диагонали мостов б ц 7, другие диагоналки которых, так же как и моста 8, включены на вьгход усилителя-преобразователя 9 сигнала измеряемой величины, Первая диагональ моста 8 включена в источник,постоянного напряжения. Все три моста ьыполнены одинаково: два плеча образозань, вакуумцыми термопреобразовятелями Т, и Т активными сопротивлениями Р 1 и Я и участками сопротивления 11 з, служащего для балансировки моста (обозначения показаны ца мосте 8). Термопары 10 и 11 термопреобразователей включены одна навстречу другой в вольтметры 12, 18 и 14. Если обозначить токи через термопреобразователи, обусловленные напряженнем датчика измеряемой величины, через г как показано стрелками на мосте 7, а токи, обусловленные опорным напряжением, через г , то мгновенные значения их в термопреобразователе Т, складываются, а в термопреобразователе Т, вычитаются,Полагая, что электродвижущая сила каждой термопары пропорциональна количеству .тепла, выделяющегося за полный период в соответствующем термопреобр азователе: где: Е, и Е 2 - электродвижущие силы термопар 10 и 11 термопреобразователей Т 1 и 1 О Т 2; С - постоянный множитель; щ - угловаяскорость; 1 - время.Измеряемая вольтметром разность э. д, с.2-.Е - Е, = Сг,. + гн)" - (г, - гн)-гХ(о 1).13 О(г,. - , - г)"- - (г,. - гн)- =- = (г. + гн + г,. - гн) (г,. - , гн - г,.гн) = 4 г,.гн.20Таким образом2-. 2-,.Е, - Е, = С 1 4 г,.гн г 8 (щЦ = С,г,.гнй (о 1),б 11 2 о Поскольку токи пропорциональны соответствующим напряжениям2-Е, - Е, = - С) с 1,.с 1 нг 1(щ 1),О30где для соответствующих мостов:Ь, =- сопз 1; Сl, = К, з 1 и (ггсо 1); Сl= (l,сов(ггоз 1),что и требуется для гармонического анализа. П р едмет изо бр етения Устройство для измерения гармоническихсоставляющих сил, моментов, перемещений вращающихся объектов, например винта вертолета, содержащее датчики контролируемой величины, генератор опорных напряжений, приводимый во вращение от контролируемого об ьекта, источник постоянного напряжения, н4 н схему преобразования сигналов датчиков контролируемой величины и опорных напряжений и вольтметр, от,гичагощееся тем, что, с целью автоматизации измерения и повышения точности, генератор опорных напряжений выпол:ен в виде статора, снабженного индуктивными датчиками по двя ня каждую измеряемучо гармонику, смещенными один относительно другого на 1: 4 гг окружности, где гг - номер измеряемой гармоники, и ротора, выполненного из набора нсмагнитных дисков, по одному ца каждую контролируемую гармонику с укрепленцьгми на цих кольцами из магнитомягкого материала, на которых вдоль образующих или радиально сделаны вырезы по формс полуволны синусоиды глубиной, равной ш 1- рине полюса датчика, чередующиеся с обеих сторон кольца, количество которых на кольце равно удвоенному номеру гармоники, а схема преобразования сигналов датчиков контроли руемой величины и опорных напряжений вь. -полнена в виде усилителя и трех мостов, каждый из которых образован двумя вакуумными термопреобразователями и активными сопротивлениями, включенными параллельно одной диагональю к датчику контролируемой вели чины, а другой диагональю соответственно к источнику постоянного напряжения и к индуктивным датчикам (синусному и косинусному генератора опорных напряжений, причем термопары термопреобразователей каждого мос та включены одна навстречу другой в вольтметр.Заказ Б 5/2398ЦНИИПИ Комитета Подписное те Министров СССР