Электромагнитный измеритель механи-ческих параметров

Союз СоветскикСоциалистическиеРеслубли 1 к ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 83243 8(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВИзобретение относится к области неразрушающего контроля и параметров металлических объектов н может быть использовано для бесконтактного измерения их перемещения (скорости).,Известно устройство для определе% ния положения подвижных объектов, содержащее вихретоковый преобразователь,. катушка которого включена в контур автогенераторного реле Я .10Недостатком этого устройства является небольшая чувствительность при подключении вихретокового преобразователя с помощью длинного кабеля.Известен также электромагнитныйт 5 измеритель механических параметров, в .котором измерительная катушка токовихревого преобразователя соединена с цепью обратной связи генератора высокой частоты 21.Недостатком данных устройств является то, что при увеличении длины кабеля, связывающего токовихревой преобразователь с генератором уменьшается чувствительность и накладываются ограничения на спектральный состав сигнала, передаваемого по кабелю.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электромагнитный измеритель механических параметров, содержащий генератор высокой частоты с трансформаторной обратной связью, токовихревой преобразователь с измерительной катушкой, подключенный с помощью кабеля к генератору Недостатком известного устройства является сложность дистанционной передачи сигнала вносимого сопротивления токовихревого преобразователя, зависящего от измеряемой величины, к регистрирующему устройству при одновременном сохранении высокой чувствительности и спектрального состава по кабелю, длина которогоЭта цель достигается тем, что кабель с одного конца подключен параллельно вторичной обмотке трансФорматора, с другого - к измерительной катушке, а частота генератора и параметры токовихревого преобразователя выбраны из соотношений 20 30 где Г - частота генератора;и - целое число полуволн, укла -дывающихся в данной длинекабеля;3 - длина кабеля;Ч - скорость распространенияэлектромагнитной волны вкабеле;2811 в вносимое сопротивление токовихревого преобразователя;- волновое сопротивление ка 0беля;Ь - коэффициент затухания кабеля.На Фиг.1 представлена электрическая схема электромагнитного измерителя механических параметров; на фиг;2 - зависимость выходного напряжения от длины кабеля или частоты гвне 50 ратора.Электромагнитный измеритель механических параметров содержит токовихревой преобразователь 1, кабель 2, трансформатор 3 обратной связи, цепочку 4 автосмещения, лампу 5 генератора, индуктивно-емкостной Фильтр, образованный индуктивностью 6 и емкостью 7, сопротивление 8 нагрузки. 35 40- где 3= -- длина электрочфмагнитной волны в кабеле; Ч - скорость распространения электромагнитной волны в кабеле; 1 - частота генератора. Такая задача возникает в случаях, когда невозможно установить регистрирующую аппаратуру в непосредственной близости от измеряемого объекта из-за влияния, напри" 10 мер, сильных. электромагнитных наводок, помех, тепловых полей и т,п.Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение спектра частот передаваемого сигнала по 15 кабелю длиной, превышающей половину длины волны сигнала несущей частоты генератора. Измеритель работает следующим образом.При увеличении вносимого сопротивления преобразователя 1 за счетизменения параметров измеряемогообъекта увеличивается нагрузка нагенератор. Амплитуда напряжения генератора уменьшается, что приводитк уменьшению отрицательного напряжения смещения на цепочке 4 автосмещения, соединенной с сеткойлампы 5 генератора, Постоянная составляющая анодного тока лампы 5 генератора увеличивается и увеличивается падение напряжения на сопротивлении 8 нагрузки, при уменьшениивносимого сопротивления преобразователя 1 - наоборот. Постояннаявремени цепочки 4 йвтосмещения выбирается так, что при максимальномизменении вносимого сопротивленияпреобразователя 1 изменение постоянной составляющей напряжения на сеткелампы 5 генератора максимально,но не приводит к возникновению прерывистой генерации, Высокочастотнаясоставляющая анодного тока лампы 5генератора отфильтровывается с помощью индуктивно-емкостного фильтра.Таким образом, на сопротивлении8 нагрузки вьщеляется напряжение,характер изменения которого соответствует изменению вносимого сопротивления преобразователя 1.При увеличении длины кабеля 2,соединяющего генератор с преобразователем 1, входное сопротивлениекабеля 2 со стороны подключения ктрансформатору 3 обратной связипериодически изменяется с периодом- Аналогично изменяется сопротив 3,.Еление кабеля 2 при изменении частоты,генератора. Поскольку в кабеле2 существует затухание электромагнитной волны, периодическая зависимостьЕвн от длиныили частоты Г имеетзатухающий характер. 21 ограниченосверху Ео(3, а снизу - ЕО 1.Напряжение, снимаемое с аноднойнагрузки лампы 5 генератора, такжеизменяется с периодом - .ХЯВыбор рабочей точки генераторапоказан на фиг,2 уточка А) придлине кабеля : 8 - Л , откуда4 н+1частота генератора4 п+1к: , ч.832438 гдеи 20 Параметры токовихревого преобразователя 1 необходимо выбрать таким образом, чтобы вносимое сопротивление не превышало величины г с,- урЕ-г рЕ илч - с - -рЕ. ВН О О 0 РЕ Выполнение электромагнитного измерителя механических параметров ме- щ таллическнх обьектов позволяет осуществить на рабочей частоте генератора 1 мГц длину линии связи преобразователь-генератор до 2000 м и спектр частот передаваемого сигна- д ла 0-50 кГц. Формула изобретения Электромагнитный измеритель механических параметров, содержащий генератор высокой частоты с трансформаторной обратной связью, токовихревой преобразователь с измеритель ной катушкой, подключенный с помощью кабеля к генератору, о т л и ч а ющ и й с я тем, чтб, с целью повышения чувствительности и расширения спектра частот передаваемого сигнала ЗО по кабелю, длиной, превышающей половину длины волны сигнала несущей частоты генератора, кабель с одного конца подключен параллельно вторичной обмотке трансформатора, с друго го - к измерительной катушке, а частота генератора и параметры токовихревого преобразователя выбраныиэ соотношений ч,- -рв, 4 лгвн- 8 Ео ВЕ частота генератора;целое число полуволн,укладывающихся в даннойдлине кабеля;длина кабеля;вносимое сопротивление токовихревого преобразователя;волновое сопротивление кабеля;коэффициент затухания кабеля;скорость распространенияэлектромагнитной волны вкабеле. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 391384, кл. 6 01 В 7/02, 1971.2. Приборостроение и средстваавтоматизации контроля. Под. ред.С.И,Фрейберга, ВИНИТИ, М., 1961,с.260,3, Авторское свидетельство СССРВ 567085, кл. 6 01 Ь 7/02, 1971 (прототип).