Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(5 )М. Кл. С О 1 0 5/12 Ркуяарстеенный комитет СССР вю делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЮШИХСЯ ОБЬЕКТОВ Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может. быть использовано для измерения динамических параметров деформаций,давления, крутящего момента и т,п. вра 5 щающихся объектов с помощью бесконтактных токосъемников трансформаторного типа и резистивных преобразователей,расположенных на вращающемся объекте.юИзвестно устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов с использованием бесконтактных индуктивных токосъемников 11Однако устройство не может одновременно обеспечить работу преобразователей в широком диапазоне частот измеряемого динамического параметра.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст- о ройство, содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, обмотку обрат ной связи, генератор прямоугольного напряжения усилитель постоянного то ка, тенэометрический иост и регистри рующии блокРабота устройства основана а питании цепи резистивного преобразователя квазипостоянным током за счет обнуления разностного сигнала, возникающего на дифференциальном входе усилителя постоянного тока между напряжением генератора и напряжением обмотки обратной связи21.Устройство обладает недостаточнойточностью передачи прямоугольного напряжения и склонностью системы к самовозбуждению из-за необходимости применения в нем усилителя постоянного тоМа с большим коэффициентом усиления по напряжению К. При этом напряжение питания тенэометрического моста От точно соответствует напряжению генератора прямоугольного на" пряжения только при Ки = сэ , Конечная величина коэффициента К, приводит к погрешности передачи постоянно"3 93802го тока в цепь тензореэисторов в каждый иэ полупериодов прямоугольногонапряжения, вырабатываемого генератором. Причем йогрешность возрастаетпропорционально длительности полупериода питающего напряжения, Отклонениевеличины тока, протекающего через тензорезисторы, от номинального энаценияприводит к погрешности измерения ди"намицеского параметра, Кроме того, 1 Ореальные усилители, обладающие большими коэффициентами усиления КИсклонны к возбуждению и для сохранения устойчивости необходимо дополнительное его ограничение. 15Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для измерения динамических параметров вращающихся 20объектов, содержащем генератор прямоугольного напряжения, усилительпостоянного тока, тензометрицескиймост, регистрирующий блок, питающийтокосъемник,включающий в себя последовательно соединенные первичную обмотку и обмотку обратной связи, атакже первую подвижную обмотку, кроме того, передающий токосъемник,включающий в себя вторую подвижную зои неподвижную обмотки, приче 1 первая и вторая подвижные обмотки включены э соответствующие диагоналитензометрического моста, а неподвиж-,ная обмотка соединена со входом регистрирующего блока, выход обмоткиобратной связи через последовательно соединенные усилитель постоянноготока и генераторпрямоугольноГо напряжения соединен с общей точкойсоединения обмотки обратной связии первичной обмотки питающего токосъемника1 Таким образом, на вход усилителя 5 постоянного тока воздействует толь. ко напряжение равное по величине падению напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки 2. Это напряжение передается усилителем 5 постоянного тока с коэффициентом усиления по напряжению К 1 л = 1 в первичную цепь питающего токосъемника 1, где оно суммируется с напряжением генератора 11 прямоугольного напряжения и, таким образом, компенсирует падение напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки 2. Компенсация падения напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки 2 позволяет исключить его влияние и тем самым передать во вторичную цепь напряжение , точно сосцветствующее напряжению, приложенному к первичной обмотке 2 питающего токосъемника, До На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов содержит питающий бесконтактный токосъемник 1 трансформаторного типа с первичной обмоткой 2, обмоткой обратной связи, размещенными в статорной части, и первую подвижную обмотку ч, усилитель 5 постоянного тока,тензометрический мост 6, передающий бесконтактный токосъемник 55 7 трансформаторного типа с второй подвижной обмоткой 8 и неподвижной обмоткой 9, регистрирующий блок 1 О и генератор 11,прямоугольного напряжения.Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов работает следующим образом,, На выходе генератора 11 прямоугольного напряжения формируетсядвуполярное напряжение прямоугольнойформы, которое прикладывается к первичной обмотке 2 питающего токосъемника 1 через низкое выходное сопротивление усилителя 5 постоянного тока. Изменение полярности осуществляется через время ь 1, которое должнобыть заведомо больше периода низшейчастоты контролируемого параметра.. Приложенное к обмотке 2 напряжение генератора 11 вызывает протекание по ней тока 1,1 и возникновениеЭДС взаимной индукции в обмотке 3 обратной связи, значение которой отличается от приложенного напряженияна величину падения напряжения наактивном сопротивлении первичнойобмотки 2, Так как первичная обмотка 2 и обмотка 3 обратной связи включены встречно, а коэффициент связимежду ними Кс =.1, то ЭДС взаимнойиндукции компенсирует ЭДС самоиндукции первичной обмотки 2. Благодаря применению усилителя постоянноготока с высоким входным сопротивлением ток, протекающий по обмотке 3обратной связи, пренебрежимо мали практически не создает падениянапряжения на ее активном сопротивлении,5 9380 кажем это с помощью методов теории электрических цепей,Электрицеская схема устройства может быть описана уравнениями Кирх. гофа, составленными соответственно для трех контуров. 11 ервый контур включает первичную обмотку 2, генератор 11, усилитель 5 напряжения постоянного тока; второй - первичную обмотку 2, обмотку 3 обратной связи, 1 О усилитель 5 постоянного тока; третий- первую вращающуюся обмотку 4, тензометрический мост 6.Система уравнений для указанных контуров имеет вид 5 Ю 4 1 Р 1 - фК О =Е 11 Д И вх22 6Конструктивные особенности устройства таковы, что выполняется ряд услоций:1. Питающий токосьемник 1 работает в линейном режиме, цто обеспечивается воздушным зазором в магнитопроводе, необходимым для вращения первой подвижной обмотки 4. В связи с этим можно принять= о 1 Ч,1, где а - постоянный коэффициент, учитывающий потоки рассеяния, величина которого находится в пределах а ( О1.2, Первичная обмотка 2 и обмотка 3 обратной связи намотаны скрученными. вместе проводами с одинаковым числом витков, поэтому коэффициент связи между ними К = 1 и выполняет. ся равенство" активные сопротивления первичной обмотки 2 и обмотки 3обратной связи соответственно; 30- ток, протекающий впервичной обмотке 2и обмотке 3 обратнойсвязи соответственно;входное напряжениеусилителя 5 постоянного тока;коэффициент передачипо напряжению усилителя 5 постоянного40тока;- ЭДС источника постоянного .напряжения,расположенного в генераторе прямоуголь 45ного напряжения;- потокосцепления первичной обмотки 2, обмотки 3 обратной связи и первой подвиж50ной обмотки соответственно;- ток нагрузки, потребляемый тензометрическим мостом 6;- суммарное сопротив 55ление тензометрического моста 6 и первойподвижной обмотки 4,3. Входное сопротивление усилителя5 постоянного тока велико, поэтомувходной ток его пренебрежимо мал ипринять 1 - О,Коэффициент Ки передачи по напряжению усилителя равен единице.Положив%,=%ф;ЧЮФ 2; Ч =ф ЪФгде ,1, ф, ф - соответствующиемагнитные, потоки; И Чя, Яз- числовитков соответствующих обмоток, суче"ом изложенных условий уравнениясистемы примут видЗначение напряжения 0 питания тензометрицеского моста Ь определяется как%5Т ЩЦ =С 1 - с.Полученное выражение доказывает, цто напряжению питания тензометричес. кого моста 6 соответствует ЭДС источника постоянного напряжения, расположенного в генераторе 11 при выполнении условияа - =1ФЖчто легко может быть достигнуто подбором числа витков и первичной обмотки 2 и первой подвижной обмотки 4.формула изобретения 30 Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объек 7 93802Это напряжение поступает на однуиэ диагоналей тенэометрического мосте 6, расположенного на вращающемсяобъекте. Разбаланс тенэометрическогомоста 6 под действием контролируемого 5параметра х(С) приводит к возникновению тока в его измерительной диагонали, протекающего через вторуювращающуюся обмотку 8 передающеготокосъемника 7. Индуктированный 10в неподвижной обмотке 9 сигнал,пропорциональный величине разбаланса тензометрического моста 6, регистрируется блоком 10,Использование усилителя постоянного тока с большим входным сопротивлением и коэффициентом усиления по на,(пряжению, равным единице, позволяетисключить погрешность передачи постоянного тока в цепь тензореэисто-, 20ров, которая возникает в известномустройстве при обнулении входногосигнала усилителем с большим коэффициентом усиления по напряжению. Одновременно исключается .возможность 25возбуждения системы, так как усиление по петле общей обратной связине превышает единицу,тов, содержащее генератор прямоугольного напряжения, усилитель постоянного тока, тензометрический мост регистрирующий блок, питающий тЬкосъемник, включающий в себя последо"вательно соединенные первичную обмотку и обмотку обратной связи, атакже-первичную подвижную обмотку,кроме того, передающий токосъемник,включающий в себя вторую подвижнуюи неподвижную обмотки, причем первая и вторая подвижные обмотки включены в соответствующие диагоналитензометрического мостаа неподвижная обмотка соединена со входомрегистрирующего блока, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, выходобмотки обратной связи через последовательно соединенные усилитель постоянного тока и генератор прямоугольного напряжения соединен с общей точ+кой соединения обмотки обратной связи и первичной обмотки питающеготокосъемникв,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Самбурский А.И., Новик В.К.Бесконтактные измерения параметроввращающихся объектов. М., "Машиностроение", 1976.2, Авторское свидетельство СССРйф 2770907/10-21, 27.".03. 80938022 Составитель В.РябцевТехред И,Тепер Корректор О.Билак дактор А.Шиш и 42/6 НИИП Заказ 4/5 1130 Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 673 Государственного по делам изобрете Иосква, Ж, РПодпис омитета СССР й и открытий щская наб.,
СмотретьЗаявка
2996274, 08.10.1980
УФИМСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. ОРДЖОНИКИДЗЕ
ГУСЕВ ВЛАДИМИР ГЕОРГИЕВИЧ, ПРОЦЕНКО ВАЛЕНТИН ФЕДОРОВИЧ, ТОРОПОВ СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01D 5/12
Метки: вращающихся, динамических, объектов, параметров
Опубликовано: 23.06.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-938022-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-dinamicheskikh-parametrov-vrashhayushhikhsya-obektov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения динамических параметров вращающихся объектов</a>
Предыдущий патент: Магнитная опора, совмещенная с датчиком угла
Следующий патент: Способ измерения расхода методом гидроудара
Случайный патент: Прицепная свеклоуборочная машина