Электроемкостной датчик дляизмерения параметров вращениявала

Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.01.81 УДК 531.7по делам изобретений и открытий(71) Заявител ЗЛЕКТРОЕМКОСТНЪЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕР ПАРАМЕТРОВ ВРАЩЕНИЯ ВАЛАк измерительной "ствам для изменя вала (скоропол интел ьнь е относитсяменно к устроиетров вращенй, биений и т. д.).ому авт. св.662863 известен тной датчик для измерения вращения вала, представляюистему модулирующих элеменнных в виде двухсторонних змещенных на закрепленном на рическом основании и сопряобразными электродами рабок, образующих вместе с моду- электродами трехэлектродный тной датчик,Недостатком известного датчика является то, что проверка его метрологических параметров крайне затруднительна, а применительно, к гидроагрегатам, обладающим 20 большими массами и непостоянством скорости вращения в эксплуатационных условиях, не поддающейся стабилизации, практически невозможна,Цель .изобретения - повышение точности 25 измерений.Это достигается тем, что известный электроемкостной датчик снабжен вспомогательным электродом, размещенным по крайней мере на одной из рабочих обкладок 30 Изобретенитехнике, а ирения парамсти, ускорениПо основнэлектроемкоспараметровщий собой стов, выполневыступов, равалу цилиндженных с Пчих обкладолирующимиэлектроемкос датчика и сопряженным с до м модулируюшим элементом.Такое выполнение датчика позволяет определить истинную закономерность изменения скорости гидроагрегата по временным диаграммам, снятым для модулирующего элемента, спаренного с дополнительным модулирующим элементом, в режиме свободного торможения гидроагрегата, и сопоставить эту закономерность с закономерностью, снятой при помощи остальных модулирующих электродов, чтобы по отклонению этих закономерностей определить точность измерений, проводящихся при помощи данного датчика, сопряженного с массивным вращающимся телом, характерным примером которого является мощный гидроагрегат.На фиг. 1 изображен датчик, общий вид (часть верхней обкладки показана с вырывом); на фиг. 2 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие работу датчика в режиме поверки его метрологических характеристик.На валу 1 датчика закреплено цилиндрическое основание 2, на котором размещены выполненная в виде двусторонних выступов система модулируюших электродов 3, сопряженная с рабочими обкладками 4, связанными между собой при помощи изоля40 45 50 55 60 65 где Таким образом, результаты расчета и экспериментально получаемые результаты измерений позволяют произвести метрологическую оценку выполнения датчика, а также выявить изменение его метрологических параметров в ппоцегсе эксплуатации. 3ционной прокладки 5 и снабженными выводами 6 для подключения к вторичной аппаратуре, реагирующей на изменение емкости датчика. Кроме системы основных модулирующих электродов 3, расположенных по периферии основания 2, датчик снабжен вспомогательным съемным электродом 7, выполненным для надежности и удобства монтажа составным и сопряженным с дополнительными электродами 8 рабочих обкладок 4, а также размещенным симметрично относительно плоскости, проходящей через ось датчика и рабочих обкладок 4. Отверстия 9 служат для ввода рычажного ключа при монтаже.При равномерно уменьшающейся скорости вращения вала вторичная аппаратура выделяет моменты достижения датчиком экстремального, например максимального, значения его емкости, представляет результаты измерений в виде последовательности импульсов, время между которыми равномерно увеличивается в соответствии с порядком их поступления.При этом временная диаграмма а (см. фиг, 2) работы датчика, полученная с помощью аппаратуры, выделяющей моменты достижения датчиком максимальной емкости, определяет закономерность изменения скорости вала при торможении, в данном случае равномерно затухающей.Поскольку скорость вала гидроагрегата равномерно затухает, то время между импульсами равномерно увеличивается за каждый оборот на заданную величину.Для участка кривой выбега скорости, где выполняется условиеМ - И, 1 =- Мп+1 - п где Л 1 - прирост времени между импульсами, с наибольшей точностью вычисляется коэффициент затухания скорости за один оборот и по нему строится распределение на временной оси импульсов, соответствующих прохождению остальных не снабженных вспомогательными электродами модулирующих электродов через полость рабочих обкладок, Распределение импульсов в этом случае, рассчитанное по коэффициенту затухания, полученному по результатам измерений, изображенным на диаграмме а, приведено на диаграмме б (см. фиг. 2) применительно к испытанию датчика, не имеющего метрологических дефектов, причем здесь рассмотрен случай пятиэлементной модулирующей системы,Если же в процессе изготовления или эксплуатации датчика условие идентичности геометрических параметров его модулирующих элементов не было выполнено, закон распределения выходных импульсов будет носить случайный характер и не будет соответствовать закону распределения импульсов, полученному при помощи сдвоенного модулируюшего электрода 7. При 5 1 О 15 20 2510 35 мер распределения выходных импульсов в данном случае изображен на диаграмме в (см. фиг, 2), а на диаграмме г отоажено истинное (пунктирная прямая) и измеренное (сплошная линия) изменение скорости гидроагрегата в рассмотренном случае,Наиболее удобно для оценки метрологических параметров датчика использовать разностные величины между реально полученными временными промежутками времени, разделяющими импульсы, выдаваемые вторичной аппаратурой, и расчетными периодами времени, определяемыми в соответствии с вышеупоминавшейся закономерностью, для чего целесообразно использовать совмещенную диаграмму, на которой наносятся обе последовательности импульсов - расчетная и реально полученная, Участок такой совмещенной временной диаграммы д (см. фиг. 2) отображает временное распределение импульсов, полученное в результате эксперимента между моментами гз и,14, между которыми вал совершил полный оборот, причем импульсы, полученные при помощи сдвоенных элементов 7 выделены по высоте, остальные импульсы изображены сплошными линиями, а импульсы, соответствующие работе метрологически совершенного датчика и полученные расчетным путем, изображены штриховыми линиями.Анализ этой диаграммы показывает, что модулирующий элемент, соответствующий моменту 1 расположен по угловому расстоянию от реперного модулирующего элемента (сопряженного с элементом 7) на угол, меньший номинального, элемент, соответствующий моменту времени 1 ь - на угол, больший номинального, элемент, соответствующий моменту 1 з, выделенный штрих-пунктирной линией, не имеет метрологических дефектов и, наконец, элемент, соответствующий моменту 14, так же, каки элемент, соответствующий моменту 1, смещен на угол, меньший номинального. Тогда относительная погрешность в результатах измерений, получаемых при помощи каждого из модулирующих элементов, может быть вычислена из выраженияЬ п -п Д п п 1 - 1 - истинный период вращениявала;1 -- разница между истиннымпериодом и измеренным сучетом знака.Электроемкостный датчик для измерения параметров вращения вала по авт. свид, Мо 662863, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен вспомогательным электродом, размещенным по крайней мере на одной из рабочих обкладок датчика и сопряженным с дополнительным модулирующим элемен гом.Тираж 915 Подписно ССР по делам изобретений и открытий аушская наб., д. 4/5