Устройство для измерения температуры вращающихся объектов

3 1 ка 3 подключен к последовательно соединенным усилителю 4 и коммутатору 5, оба выхода которого подключены к первым входам первого 6 и второго 7 пиковых детекторов, блок выделения строб-импульса 8, выход которого подключен к входу второго счетчика 9 импульсов. Выход счетчика 9 параллельно подключен к входу преобразователя 10 кода в ток и к второму управляющему входу коммутатора 5. Компенсирующие катушки .11 соединены с выходом преобразователя 10 кода в ток. Датчик 12 положения подвижных катушек соединен последова 732190тельно с блоком 13 формирования ипервым счетчиком 14 импульсов, выходкоторого подключен к первому управляющему входу коммутатора 5, Одновибратор 15 подсоединен входом квыходу второго счетчика 9 им-пульсов и третьему входу коммутатора 5, а выхбдом -. к вто О рым входам пиковых детекторов 6 и 7,к выходам которых подключены входысумматора 16. Умножитель 17 соединенвходом с выходом детектора 6, Дели"тель 18 подключен входами к выходам 15сумматора 16 и умножителя 17, .а выходом - к выходной шине. 3 ил.Изобретение относится к температурным измерениям.Известно устройство для.измерения температуры вращающихся объектов,содержащее размещенные на объектетермопары, подключенные к подвижнымкатушкам, неподвижные выходные катушки, подключенные к входу усили-, .теля, компенсационйые катушки, подключенные к регулируемому источникупостоянного токаблок управления,счетчик числа каналов, блок выделения строб-импульса, счетчик числа: оборотов объекта, преобразователь периода вращения объекта в код и кода в ток, блок умножения кодов, пороговый блок, блоки оперативной памятии вывода цифровой информации,Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее размещенные на,объекте. термоэлектрические преобразователи, подключенные к подвижным катушкам бесконтактного.индукционного токо съемника, неподвижные приемные катушки которрго подключены. к.входу усилителя,компенсационные катушки, подключенные к.преобразователю кода, э ток блок выделения строб-импульса, выход которого подключен к входублока управления и счетчику числа оборотов, выход которого подключен к информационному.входу блока опера тиэной.памяти, к адресному входу . и выходу разрешения записи которого, .подключены выходы соответственно.счетчика числа каналов и пороговогоблока, а к выходу подключен блок вывода информации, коммутатор, блок аналоговой памяти,и последовательносоединенные датчик положения подвижных катушек и блок формирования, выход которого подключен к входу счетчика числа каналов, управляющий вход25 и выход которого соединены соотэетст-эенно с, первым выходом и вторым входом блока управления, второй выходкоторого соединен с управляющим вхо"дом коммутатора, информационный вход.30 которого соединен с выходом усилителя, а выходы подКлючены соответственно к входу блока аналоговой памяти и первому, входу порогового блока,второй вход которого соединен с выходом блока аналоговой памяти, приэтом выход счетчика числа оборотовсоединен с,входом преобразователякода в ток,Недостатками устройства являются4 .невысокая точность измерения ввидутого, что сигнал от измеряемой эданный, момент термопары при, отсутст-.вии тока э компенсационных катушкахзапоминается.аналогоэой, памятью ихранится до.тех пор, пока счетчикчисла оборотов не,пройдет весь диапафзон изменения тока компенсациичтосоставляет 399 оборотов объекта.Ток компенсации, увеличиваясь с каз 0. дым оборотом, компенсирует сигналв передающих подвижных катушках довеличины, определяемой намагниченностью объекта, азатем начинает увеличиэаться При равенстве амплитуднапряженияхранящегося в аналоговой .памяти, и йапряжения скомпенсированного сигнала пороговый блок выдает .управляющий импущ с записи .кодасчетчика числа оборотов по адресусоответствующего канала, что соответ"5 17321ствует определенному току компенсации и, соответственно, термоЭДС термопары в начале цикла измерения. Ноза это время реальный сигнал термопары может измениться (в случае переходного режима двигателя он меняетсяочень быстро).Отличие температуры в начале цикла измерения, когда электрический,10эквивалент запоминается аналоговойпамятью, от температуры в,момент срабатывания порогового блока определяется погрешностью измерения температуры. Следующим недостатком устройстваявляется низкое быстродействие. Новый15цикл измерений может начаться толькопосле всего диапазона изменения тока компенсации, т.е. через 400 оборотов объекта,Цель изобретения - повышение точности и уменьшение времени измерениятемпературы вращающихся объектов засчет уменьшения составляющей погрешности, вызванной изменяющейся температурой объекта, с одновременным сокращением требуемого количества оборо1 тов объекта в .течение цикла измерения.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее размещенные на объекте термоэлектрические преобразователи, подключенные к подвижным катушкам бесконтактного индукционного токосъемногоустройства, неподвижные выходные катушки которого подключены через усилитель к первому входу коммутатора,соединенного вторым входом через последовательно соединенные первый счетчик импульсов и блок формирования . 40импульсов с выходом датчика положения подвижных катушек, сопряженныхс вращающимся объектом, сопряженный,с которым блок выделения строб-импульсов подключен выходом.к одному 5из входов первого счетчика импульсови через последовательно соединенныевторой счетчик импульсов и преобразователь кода в ток к компенсирующимкатушка сопряженным с подвижными 50катушками, а также выходную шину, дополнительно введены первый и второйпиковые детекторы, подключенные первыми входами к выходам коммутатора,одновибратор, подсоединенный входом 55к выходу второго счетчика импульсови третьему входу коммутатора и выходом к вторым входам первого и второго пиковых детекторов, умножитель,90 6соединенный входам с выходом первогопикового детектора, и делитель, подключенный входами к выходам сумматора и умножителя и выходом к выходной шине.,На фиг, 1 .приведена схема устройства; на фиг,2 - схема коммутатора;на фиг. 3 - эпюры напряжений, возникающих на выходах коммутатора.Устройство содержит термопары 1,расположенные навращающемся объекте и подключенные к подвижным катушкам 2 бесконтактного токосъемногоустройства, выход которого - неподвижная катушка 3 подключена к последовательно соединенным усилителю 4и коммутатору 5, оба выхода которогоподключены к первым входам первого 6и второго 7 пиковых детекторов.Блок 8 выделения строб-импульсоввыходом подключен к входу второгосчетчика 9 импульсов. Выход счетчика 9 паралельно подключен к входупреобразователя 10 кода в ток и квторому управляющему входу коммутатора 5. Компенсирующие катушки 11 соединены с выходом преобразователя 10кода в ток. Датчик 22 положения подвижных катушек соединен последовательна с блоком 13 Формирования ипервым счетчиком 14 импульсов, выходкоторого подключен к первому управляющему входу коммутатора 5.Одновибратор 15 подсоединен входомк выходу второго счетчика 9 импульсов и третьему входу коммутатора 5,а выходом - к вторым .входам пиковыхдетекторов 6 и 7, к выходам которыхподключены входы сумматора 16, Умножитель 17 соединен входом с выходомдетектора 6. Делитель 18 подключенвходами к выходам сумматора 16 и ум-,ножителя 17, а выходом - к выходнойшине.Коммутатор 5 собран на микросхемеК 561 КТЗ (фиг 2) и состоит из входного,управляемого первым счетчиком 14,ключа 19, инвертора 20 и двух управляемых ключей 21 и 22, управляемыхпрямым и инверсным сигналом от.второго счетчика 9. Временные диаграммыработы коммутатора представлены нафиг. 3,С начала первого оборота объекта Тв цикл измерения в момент про-.хождения ь-й подвижной катушки мимонеподвижной,на первый управляющийвход коммутатора 5 от счетчика 14подается управляющий импульс ,;е =К,аТф,173на время которого выход усилителя 4(Фиг, 1) соединяется с входом комму.татора 5. При этом нв управляющем 5входе ключа присутствует инверсныйсигнал от счетчика 9, что соответствует логической "1", и разрешаетсяпрохождение информации на первыйвход. Во время второго оборота обьекта Тв момент о, разрешается прохождение сигнала с выхода усилителя .4 (Фиг. 1), на выходе которого присутствует скомпенсированный сигнал,на вход коммутатора, при этом состо-,яние счетчика циклов уже равно логической "1" и, следовательно, разрешено прохождение информацйи йа второйвыход. Пиковые детекторы 6 и 7 собраны на операционных усилителях, одно"вибратор 15 на микросхеме К 155 АТ 1,сумматор 1 б - на операционном усилителе К 140 УД 7, умножитель 17. - на микросхеме 525 ПС 1, делитель 18 - намикросхеме 525 ПС 1 и операционном.усилителе,Блок 8 выделения строб-импульсовпредставляет собой магнит, расположенный в определенном месте на валувращающегося объекта, который, проходя мимо катушки, расположенной нанеподвижной части, наводит в ней ЭДС.Этот сигнал усиливается усилителеми с помощью транзисторного ключапреобразуется в прямоугольный сигнал,Блок 8 выделения строб-импульсовслужит .началом отсчета для счетчика ,14, и каждому каналу измерения соотгветствует свой термоэлектрическийпреобразователь.Счетчик 9 импульсов имеет коэффи .циент деления 2 и собран на микросхеме К 155 ИЕ 8, Преобразователь 10кода в ток состоит из источникапостоянного тока и управляемого транзисторного ключа. сДатчик 12 положения подвижных катушек представляет собой расноло- женные перпендикулярно друг другу фотодиод и. светодиод, работающие в инфракрасной области спектра и помещенные в районе неподвижной катуш ки 3 так, что луч испускаемый . светодиодом, отражаясь от металлической фольги, наклеенной на каждую .подвижную катушку 2 и проходящую ми-:, мо неподвижной катушки 3, попадает на фотодиод. В результате появляется, сигнал, точно соответствующий момен 2190ту прохождения каждой катушки 2 мимо-,неподвижной катушки 3.Форма импульсов, поступающих отдатчика 12 положения подвижных катушек, а также крутизна переднего изаднего Фронтов не позволяют осуществить надежную работу счетчика 14,С,.этой целью введен блок 13 ФормироЯ вания, формирующий, требуемым образомимпульсы от датчика 12 положенияподвижных катушек,Блок 13 формирования представляет собой усилитель с коэффициентом15 усиления 100, выход которого подключен к входу логического элементаК 155 ТВ 1, формирующего соответствующим образом сигнал для работы с цифровыми микросхемами.20 Счетчик 14 импульсов состоит изпятиразрядного двоичного счетчика,собранного на микросхемах К 155 ИЕ 5,и логической схемы, .собранной намикросхемах К 155 ЛАЗ. При появлении25 на выходах счетчика кода, соответствующего номеру выбранного канала,на выходе схемы появляется единичныйимпульс. Его длительность соответствует времени прохождения 1-й подвиж- "З 0 ной катушки мимо неподвижной.Устройство работает следующимобразом,При вращении объекта в неподвижнойкатушке 3 индуктивности наводится .З последовательность разнополярныхимпульсов, число которых за один обо- ,рот равно числу каналов измерения,а размах разнополярных импульсов,число которых за один оборот равнощ числу каналов измерения, пропорционален разности ЭДС термопары соответствующего канала и ЭДС, наводимой водной из подвижных катушек 2 полемкомпенсирующих катушек 11. Фаза этих5 разнополярных импульсов определяетсязнаком разности ЭДС термопары каждого канала и ЭДС, наводимой полемкатушек 11, Величина измеренной ЭДСх-ой термопары 1 определяется зави- симостью где Ккоэффициент пропорциональности, определяемый параметрами токосъемного устройства;и - скорость вращения объекта Т- величина тока в катушке 11Кф10 е," = К, 1. При максимуме тока компенсации вели 5 чина напряжения П на другом выходе коммутатора будет; П с факс К откудаОкмакс(3 11ЛВеличина .1 обработанная в блокахб,7,15-17, умпожается на К;, в результате. чего получаем е - величи 1ну температуры х-го канала.Применение изобретения обеспечивает высокую чувствительность и точность измерения, присущие компенсационному.методу измерения, исключает влияние изменения сопротивленийтермопар, сопротивления неподвижныхкатушек и конструктивных параметровканалов тоХосъеинбго устройства наточность измерения температур, атакже влияние скорости вращенияобъекта на результат, измерений, повышает быстродействие. Использованиеустройства для точного измерениятемператур труднодоступных объектов,вращающихся с высокими скоростями,.например авиационных двигателей,позволит получить значительный экономический эффект эа счет повышенияточности получаемой информации и сокращения на этой, основе дорогостоящихдоводочных работ,мула обре, тени Устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее установленные на вращающемся объекте термоэлектрические преобразователи, подключенные к подвижным катушкам индукционного токосъемного устройства, неподвижные выходные катушки которого подключены через усилитель к первому входу коммутатора, соединенного вторым входом через последовательно соединенные первый счетчик импульсов и блок формирова" ния импульсов с выходом датчика положения подвижных катушек, сопряженных1732190соответствующая равенству, "1наведенного сигнала Юки измеряемого сигнала еЭДС 1-й термопары.При вращении объекта блок 8 выдаетодин раз за каждый период вращениясинхронизирующий строб-импульс, который поступает на вход счетчика 9,имеющего коэффициент деления 2. Та-рким обрцэом, каждый второй оборотна выходе счетчика присутствует напряжение соответствующее логической"1". 3 зависимости от состояния выхода счетчика 9 на выходе преобразователя 10 кода в ток появляется нольипи максимум напряжения и, соответственно, ноль нли максимум тока вкатушках компенсации. Следовательно,поле катушек 11 будет компенсировать 2 рсигнал от термопары в подвижной катушке выбранного 1-го канала черезоборот,По переднему фронту строб-импульса с выхода блока 8 счетчик 14 ус- . 25танавливается в ноль и начинает счет.При появлении на выходе счетчика кода, соответствующего номеру ъ-гоканала, на выходе логической схемыпоявляется управляющий сигнан, подаваемый на первый управляющий входкоммутатора 5 и разрешающий прохождение информации с выхода усилителя 4.Длительность этого сигнала 3; соответствует времени прохожцения 1-йподвижной катушки мимо неподвижной. 35Сигнап с выхода счетчика циклов 9подается на второй управляющий входкоммутатора 5, В коммутаторе 5 этотсигнал инвертируется, и в дапьнейшемодин из его выходов управляется пря 40мым сигналом от счетчика 9, а другойинверсным, Вследствие этого на одномиз выходов счетчика, всегда будет.ф оприсутствовать сигнал от подвижнойкатушки х-го канала, не измененныйполем компенсационных катушек, ана другом " скомпенсированный (фиг,З).Эти оба. сигнала запоминаются навходных пиковых детекторах 6 и 7,Арифметическая обработка сигналапроизводится следующим образом. Приотсутствии тока компенсации на одномиз выходов коммутатора 5 присутствует напряжение, величина которого со-ответствует. выражению (1), в котором55й - количество оборотов объекта.можно опустить, так как за два оборотаона практически не меняется 1111 с вращающимся объектом, сопряженный с которым блок выделения стробимпульсов подключен выходом к одному из входов первого счетчика импульсов и через последовательно соединенные второй счетчик импульсов и преобразователь кода в ток к компенсирующим катушкам, сопряженным с подвижными катушками, а также выходную шину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения погрешности измерения температуры и уменьшения времени измерения, в него введены первый и второй пиковые детекторы, подключен 73219012ные первыми входами к выходам комму- татора, одновибратор, подсоединенный входом к выходу второго счетчика импульсов и третьему входу коммутатора ф и выходом к вторым входам первого ивторого пиковых детекторов, сумма", тор, подключенный входами к выходам первого и второго пиковых детекторов, умножитель, соединенный входом с.выходом первого пикового детектора, и делитель, подключенный входами к выходам сумматора и умножителя и выходом к выходной шине.