Устройство для преобразования параметров вращающихся деталей в электрический сигнал

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам, измеряющим температуру и крутящий момент вращающихся деталей и механизмов.Известно устройство для измерения физических параметров на корпусе вращающегося объекта, содержащее первичные преобразователи, усилитель напряжения постоянного тока, контакт .ные кольца, регистрирующий прибор, преобразователь и токовый прибор 11.Устройство сложно в реализации, имеет значительную погрешность, обусловленную дрейфом нуля элементов, ндвысокую надежность, обусловленную износом контактных колец.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для бесконтактного изме-20 рення параметров вращающихся деталей машин, содержащее датчик измеряемой температуры, устройство калибровки, циклический коммутатор, полупроводниковый усилитель, генератор питания 25 датчиков, источник питания вращающегося блока аппаратуры, два варикапа, вращающийся конденсатор связи, вращающуюся и неподвижную катушки, датчик углового положения вала, триггер, переключатель, генератор напряжения накачки, усилительно-преобразовательный блок, запоминающее устройство и устройство для регистрации и контроля измеряемой темпеРатУРы 1.2.1. З 5Недостатками указанного устройства являются влияние на результат измерения изменения емкости вращающегося конденсатора, наличие допол- нительной погрешности преобразования,40 обусловленной неидеальностью парамет ров вращающегося трансформатора, невозможность получения информации о крутящем моменте.Цель изобретейия - повышение точ 45 г ности измерения и расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для преобразования параметров вращающихся деталей в электрический сигнал, содержащем ре- эистивный датчик температуры, коммутатор, усилитель, вращающийся конденсатор и блок памяти, коммутатор выполнен секционным и в устройство введены емкостный датчик крутящего момента, опорный конденсатор, втоРой вращающийся конденсатор, весовой сумматор, формирователь импульсов, неинвертирующий и инвертирующий интеграторы, блок сравнения, выход которого соединен с входами инвертирующего интегратора и формирователя импульсов, с первым выходом первой секции коммутатора и первым управляющим входом блока памяти, выход весового сумматора соединен с вторым выходом первой секции коммутатора и входом второй секции, первый выход которой соединен с инвертирующим входом блока сравнения и вторым выходом третьей секции коммутатора, суммирующий вход весового сумматора подсоединен к первому выходу третьей секции коммутатора, вычитающий вход - к входу четвертой секции коммутатора, весовой вход - к входу пятой секции коммутатора, опорный конденсатор одним выводом подключен к входу первой секции коммутатора, а другим - к входу усилителя, вход и выход которого соединены через вращающиеся. конденсаторы с параллельно включенными датчиками измеряемых параметров, выход усилителя подключен к первому выходу четвертой секции коммутатора и через блок памяти - к входу третьей секции коммутатора, выход инвертирующего интегратора подсоединен к неинвертирующему входу блока сравнения, а выход формирователя,импульсов - к второму выходу четвертой секции коммутатора, вхоДушестой секции, второй выход которой ,соединен с вторым управляющим входом блока памяти, и через неинвертирующий интегратор - к второму выходу пятой секции коммутатора.На фиг,1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.Устройство для преобразования параметров вращающихся деталей в электрический сигнал содержит опорный конценсатор 1, первый вращающийся конденсатор 2, усилитель 3, емкостный датчик 4. крутящего момента, резистивный датчик 5 температуры, второй вращающийся конденсатор 6, блок 7 памяти, коммутатор 8; весовой сумматор 9, неинвертирующий интегратор 10, блок 11 сравнения, интегрирующий интегратор 12 и формирователь 13 импульсов.Датчик 4 и 5 соединены междусобой параллельно и через вращающиеся конденсаторы 2 и 6 соединены соот"О м что частота колеба ЗО гс ФС 0прямо - пропорциональна значениюемкости С датчика 4 крутящего момента, 1 ОРассмотрим работу устройства при измерении температуры вращающихся . деталей, воспринимаемой резистивным датчиком 5 (режим "К"). В этом режиме входы каждой секции коммутатора 8 соединены с соответствующимивторыми выходами,При переключении блока 11 срав-.нения на его выходе устанавливаетсянапряжение амплитудой У, Одновременно формирователь 13 импульсов форми. рует импульсы амплитудой Б и дли-отельностью ТО, которые подаются нанеинвертирующий интегратор 10. В результате напряжение на выходеэтого интегратора изменяется позаконуО=О 1 ( 9110 сггде й - текущее время;Ф - постоянная времени неинвертирующего интегратора 10Напряжения с выходов формирователя 13 и интегратора 10 поступают на входы весового сумматора 9. Весовые коэффициенты суммирования имеют при: этом значения -1 иС соответственно. Сигнал треугольной формы с .выхода сумматора 9 длительностью ФО, описываемый выражением .40 поступает на вход усилителя 3, навыходе которого имеем Это напряжение по команде блока11 сравнения с задержкой на С ,осуществляемой формирователем 13, фиксируется в блоке 7 памяти, Выходноенапряжение блока 7 подается на инвертирующий вход блока 11 сравнения,на неинвертирующий вход которогопоступает напряжение интегратора 12,описываемое выражением (5) .В момент равенства напряжений навходах. блока 11, т,е. когдалО - О (12)ОХФ ь,выходное напряжение блока сравнения скачкообразно меняет полярность на; прбтивоположную и весь процесс повторяется аналогично рассмотренному, но с противопбложными знаками. Период генерируемых колебаний определяется. выражением (12) и с учетом ПО = У составляет1 0 Х1 0 Х (з 1О Использование изобретения позволяет повысить точность измерения температуры вращающихся деталей путем исключения влияния непостоянства значений емкости вращающихся конденсаторов и дополнйтельной погрешности, обусловленной неидеальностью параметров вращающегося трансформатора.Кроме того, расширяют функциональные возможности устройства эа счет измерения крутящего момента.1129500; Рных йЫ Реям актор ИРь Подпис коета СССР Заказ 9440/33 Втиинабю д 4/ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Прое оставитель В., ехред О.Неце Тираж 822НИИПИ Государственного комипо делам изобретений и отк5, Москва, Ж, Раущская влев КорректорМ. Леон