Преобразователь перемещение-фаза

.БЛ( 1827525 А 1 В 7 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Т согласно, секции измерительной обмотки, соединенные последовательно встречно, сердечник, блок повышения достоверности измеряемого перемещения, в который входят ключи, эталонный фазосдеигающий блок, блок управления, шина управления, а также генератор синусоидального напряжения, фазосдвигающий блок коррекции фазы опорного сигнала, усилители-ограничители, фазометр, имеющий в своем составе выходной каскад усиления напряжения постоянного тока, блок регулирования чувствительности преобразователя, блок формирования предупредительного сигнала, в который входят регулируемый фазовращатель, усилитель-ограничитель, схема сравнения, блок формирования аварийного сигнала, в. который входят регулируемый фазовращатель, усилитель-ограничитель, схема сравнения, а также узел индикации предупредительного сигнала и узел индикации аварийного сигнала, 3 ил. Преобразо содержит чувст чающий в себ установленный ния, симметр пластину 3, сек ния,электричес тельно согл измерительной диненные посл дечник 8, блок измеряемого п дят ключи 10 и ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-исследовательский институт физических измерений(56) Авторское свидетельство СССРМ 1663397, кн. 6 01 В 7/00, 1989,(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и мажет быть использовано для измерения перемещений,Целью изобретения является повышениеинформативности. Преобразователь перемещение-фаза содержит чувствительныйэлемент, включающий в себя ферромагнит:ный якорь, установленный с воэможностьюперемещения, симметрирующую ферромагнитную пластину, секции обмотки возбуждения., соединенные последовательно Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений валов двигателей (объектов контроля), и регистрации их положения в критических точках диапазона измеряемых перемещений с выдачей отличител ьн ых сигналов,Цель изобретения - повышение информативности.На фиг.1 приведена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - векторная диаграмма выходных сигналов; на фиг. 3 - временные диаграммы выходных сигналов преобразователя,ватель перемещение-фаза вительный элемент 1, вклюя ферромагнитный якорь 2, с возможностью перемещеирующую ферромагнитную ции 4 и 5 обмотки возбуждеки соединенные последоеаасно, секции 6 и 7 обмотки, электрически соеедовательно встречно, сер повышения достоверности еремещения, в который вхо, эталонный фаэосдвигаю 1827525щий блок 12, блок 13 управления, шина 14 управления, а также генератор 15 синусоидального напряжения, фазосдвигающий блок 16 коррекции фазы опорного сигнала, усилители-ограничители 17 и 18, фаэометр 5 19, имеющий в своем составе выходной каскад 20 усиления напряжения постоянного тока, блок 21 регулирования чувствительности преобразователя, блок 22 формирования предупредительного сигнала, в который входят регулируемый фазовращатель 23, усилитель-ограничитель 24, схема сравнения 25; блок 26 формирования аварийного сигнала, в который входят регулируемый фазовращатель 27, усилитель-ограничитель 28, схема сравнения 29, а также узел индикации 31 аварийного сигнала. Параллельно секции 7 измерительной обмотки подключен фазосдвигающий элемент Йф, в качестве которого выбран резистор, который в соче тании с индуктивностью измерительной обмотки представляет собой фазовращатель,ражением= 101 - 2 = агс 19со го суммаректора натролируемог якоря 2 в н др обеспеч й на обмотка др, мое в ие Ооо стает, ся выобразователь работает следую образом. 2При подключении обмотки возбуждения (секции 4 и 5) к источнику 15 синусоидального напряжения в секциях 6 и 7 измерительной обмотки возбуждаются наПряжЕНИя Орб (Х) И Ооп (Х) СООтеЕтСтВЕННО. 3 С помощью фазосдвигающей цепи (параллельно соединенные индуктивность секции 7 измерительной обмотки и элемент Й) фазу синусоидального напряжения Ооо(х) смещают относительно синусоидального 3 НаПряжЕНИя Орзб (Х) На УГОЛ ф 6 ОЛЕЕ 90 о, НЕ менее 180". Напряжения Орвб (х) и Оол (х) геометрически суммируют на секциях 6 и 7, а результирующий сигнал О и опорный сигнал Ооо (х) через ключи 11 и блок 16 4 коррекции фазы опорного сигнала подают на входы усилителей-ограничителей 17, 1 Я соответственно, с выходов которых сигналы О и Ооо (х) подают соответственно на сигнальные входы ВХ,1 и ВХ.2 фазометра 19, регистрирующего разность фаэ уЪцх между сигналами О и Ооп (х) в виде напряжения постоянного тока. При перемещении кон обьекта и связанного с ним правлении увеличения зазор вается модуляция напряжени 6, 7 в функции перемещения Напряжение Орав (х), возбуждае ции 6, уменьшается, а напряжен возбуждаемое в секции 7, возр нкция преобразования определяе где Ъх - фаза результирующеного сигнала О относительно впряжения Ооп (х),0фо - угол сдвига фаз между векторамиНаПряжЕНИй Ораб (Х) И Ооо (Х).При изменении модулированных напряжЕНИй Ораб(Х)И Ооп(Х) На СЕКЦИЯХ 6,7 ИЗМЕрительной обмотки в функции перемещенияизменяется величина и фаза суммарного(результирующего) сигнала на величину(р 1 - щ), что поясняет векторная диаграммавыходных сигналов датчика (фиг, 2), на которой напряжения, соответствующие максимальному зазору др.о обозначеныштрихом, а без него - напряжения, соответствующие минимальному зазору ур в о.При измерении перемещений в рабочемрежиме управляющий сигнал на шине 14отсутствует, на инверсном выходе блока 13появляется управляющий сигнал, которыйпоступает на управляющий вход ключа 11 иоткрывает его, С прямого выхода блока 13сигнал поступает на вход ключа 10 и закрывает его, Суммарное синусоидальное напряжение О с выхода секций 6, 7измерительной обмотки поступает на входпервого усилителя-ограничителя 17, а опорное синусоидальное напряжение Ооп (х) -через открытый ключ 11 и блок 16 коррекциифазы опорного сигнала поступает на входусилителя-ограничителя 18,С выходов усилителей-ограничителей17, 18 сигналы О и Ооо (х) поступают навходы фазометра 19, который регистрируетизменение фазы суммарного сигнала в функции перемещения алых = 1 (др) на его входах в виде изменения напряженияпостоянного тока в функции перемещения,Повышение информативности преобразователя, выражающееся в формировании ирегистрации предупреждающей информации о перемещении обьекта контроля в зону, нахождение в которой может привести кпредаварийной или аварийной ситуациидвигателя или другого механизма, осуществляется следующим образом,Синусоидальный опорный сигнал Ооо(вх), поступающий на вход регулируемого фазовращателя 23 с выхода. блока 16, спомощью регулируемого фаэовращателя 23блока 22 сдвигают по фазе таким образом,чтобы при достижении обьектом контроля зазора (точки диапазона измерения) др првдупрна выходе схемы совпадения 25 появился10 20 25 30 35 45 50 сигнал О пред.цв виде последовательности прямоугольных импульсов, При этом (исходя из практических соображений при конструировании) УГОЛ Ъредупр. Сдвига по фазе опорного сигнала Ооп (вых) на выходе фазовращателя 23 относительно сигнала О,п (вх - 18) на его входе можно регулировать в пределах 0,5 ъых.щахфьредупр0 9 УЪых.щах ( фвых.езх - максимальное значение диапазона изменения фазы результирующего суммарного сигнала Оу, соответствующего диапазону измеряемых перемещений).Сдвинутый по фазе сигнал Ооп (вых) с выхода фазовращателя 23 (на фиг. 3, г изображен сплошными линиями) проходит через усилитель-ограничитель 24, на выходе которого формируется сигнал Ооп (вх. 1 - 25) (на фиг, 3, г изображен штриховыми линиями), который поступает на первый вход ВХ.1 схемы совпадения 25, на второй вход ВХ.2 которой поступает сигнал Ооп (вх, 2-25,29) прямоугольной формы с выхода усилителя- ограничителя 17 (на фиг, Э, б изображен штриховыми линиями).На выходе схемы совпадения 25 формируется предупредительный сигнал Опред(вх) в виде последовательности прямоугольных импульсов с изменяющейся в сторону увеличения длительностью по мере увеличения измеряемого зазора (на фиг.3, д изображена максимальная длительность этих импульсов), который поступает на вход блока 30 индикации предупредительного сигнала, Блок 30 обеспечивает преобразование и индикацию предупредительного сигнала в световом или другом виде, позволяющим его обнаружить автоматической системе управления и регулирования машиной (агрегатом) или обслуживающим персоналом и принять необходимые мерц, например. по подготовке к работе резервной машины или агрегата.Одновременно синусоидальный опорный сигнал О 0 п (вх) поступает на вход регулируемого фаэовращателя 27 блока 26 формирования аварийного сигнала. С помощью регулируемого фазовращателя 27 сдвигают по фазе сигнал Оп (вх) таким образом, чтобы при достижении объектом контроля зазора (точки диапазона измерения) др.авар. на выходе схемы совпадения 29 появился сигнал Ор,щ в виде последовательности прямоугольных импульсов. При этом (исходя из практических соображений при конструировании) угол Раеар сдвига по фазе опорного сигнала Ооп (вых) на выходе фазовращателя 27 относительно сигнала Ооп (вх) на его входе можНО РЕГУЛИРОВатъ В ПРЕДЕЛаХ 0,8 фЪых.ввхуЪеар9 Ъых.щвх,Сдвинутый по фазе сигнал О 0 П. (вых) с выхода фаэовращателя 27(на фиг. 3, е изображен сплошными линиями) проходит через усилитель-ограничитель 28, на выходе которого формируется сигнал О, (вх. 1 - 29) (на фиг. 3, е изображен штриховыми линиями), который поступает на первый вход ВХ.1 схемы совпадения 29, на второй вход ВХ.2 которой поступает сигнал О (вх, 2 - 25, 29)прямоугольной формы с выхода усилителя-ограничителя 17 (на фиг, 3, б изображен штриховыми линиями), На выходе схемы совпадения 29 формируется аварийный сигнал Оввар. (вх) в виде последовательности прямоугольных импульсов с изменяющейся в сторону увеличения длительностью по мере увеличения измеряемого зазора (на фиг. 3, ж изображена максимальная длительность этих импульсов), который поступает на вход блока 31 индикации аварийного сигнала.Блок 31 обеспечивает преобразования и индикацию аварийного сигнала в световом, звуковом или другом виде, позволяющем его; обнаружить автоматической системе управления и регулирования машиной (агрегатом) или обслуживающим персоналом и принять экстренные меры к остановке машины с целью исключения аварийной ситуации и дать команду на пуск вработу резервной машины (агрегата). подготовленной к работе после выдачи предупредительного сигнала. Формула изобретения Преобразователь перемещение-фаза, содержащий чувствительный элемент, включающий ферромагнитный якорь, установленный с возможностью перемещения, симметрирующую ферромагнитную пластину, двесекции обмотки возбуждения, соединенные последовательно согласно, две секции измерительной обмотки, соединенные последовательно встречно, блок повышения достоверности измеряемого перемещения, генератор синусоидального напряжения, блок коррекции фазы опорного сигнала, два усилителя-ограничителя, фазометр и блок регулирования чувствительности преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности, он снабжен блоком формирования и редупредительногосигнала, выполненным в виде последовательно соединенных регулируемого фазовращателя, усилителя-ограничителя и схемы совпадения, узлом индикации предупредительного сигнала, блоком формирования аварийного сигнала, выполненным1827525 и идентично блоку формирования предупредительного сигнала, узлом индикации аварийного сигнала, входы блоков формирования предупредительного и аварийного сигналов подключены к выходу бло ка коррекции фазы опорного сигнала, вторые входы схем совпадений блоков формирования предупредительного и аварий.-. ного сигналов подключены к выходу первого усилителя-ограничителя, выходы схем совпадений блоков формирования предуп реди- тельного и аварийного сигналов подключены к входам узлов индикации предупредительного и аварийного сигналов соответственно.