FR2458946A1 - INTEGRATING CELL FOR FORMING A FILTER, THIS FILTER AND ITS APPLICATION TO THE DETECTION OF VIBRATION LEVELS - Google Patents
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Abstract
CELLULE INTEGRATEUR A CONSTANTE DE TEMPS REGLABLE ENTRANT DANS LA CONSTITUTION D'UN CIRCUIT DE FILTRAGE. ELLE COMPORTE UN CONDENSATEUR 7 BRANCHE EN CONTRE-REACTION ENTRE UNE BORNE DE SORTIE 6 ET L'ENTREE INVERSEUSE 3B D'UN AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL 3, UNE RESISTANCE 5 BRANCHEE ENTRE UNE BORNE D'ENTREE 1 ET L'UNE DES BORNES DU CONDENSATEUR, UN INTERRUPTEUR 8 INTERPOSE EN SERIE ENTRE LA RESISTANCE 5 ET LA BORNE 3B, CET INTERRUPTEUR ETANT COMMANDE PAR UN SIGNAL PERIODIQUE D'IMPULSIONS RECTANGULAIRES DE RAPPORT CYCLIQUE REGLABLE. APPLICATION A UN DISPOSITIF DE DETECTION DE NIVEAUX VIBRATOIRES DE MACHINES TOURNANTES FONCTIONNANT A DES REGIMES VARIABLES.INTEGRATING CELL WITH ADJUSTABLE TIME CONSTANT ENTERING THE CONSTITUTION OF A FILTERING CIRCUIT. IT CONTAINS A CAPACITOR 7 CONNECTED IN FEEDBACK BETWEEN AN OUTPUT TERMINAL 6 AND THE REVERSE INPUT 3B OF AN OPERATIONAL AMPLIFIER 3, A RESISTOR 5 CONNECTED BETWEEN AN INPUT TERMINAL 1 AND ONE OF THE CONDENSER TERMINALS, A SWITCH 8 INTERPOSED IN SERIES BETWEEN RESISTOR 5 AND TERMINAL 3B, THIS SWITCH BEING CONTROLLED BY A PERIODIC SIGNAL OF RECTANGULAR PULSES WITH ADJUSTABLE CYCLICAL RATIO. APPLICATION TO A DEVICE FOR DETECTION OF VIBRATORY LEVELS OF ROTATING MACHINES OPERATING AT VARIABLE REGIMES.
Description
i 2458946 La présente invention concerne une cellule intégrateur entrantThe present invention relates to an integrating cell
dans la constitution d'un circuit de filtrage, du type comportant un condensateur branché entre une borne de sortie et un point à potentiel stabilisé et une résistance branchée entre une borne d'entrée et l'une des bornes du condensateur. L'invention concerne aussi un filtre comprenant au moins in the constitution of a filter circuit, of the type comprising a capacitor connected between an output terminal and a stabilized potential point and a resistor connected between an input terminal and one of the terminals of the capacitor. The invention also relates to a filter comprising at least
une cellule de ce type.a cell of this type.
L'invention concerne également un dispositif de détection The invention also relates to a detection device
de niveaux vibratoires, faisant application de ce filtre, et uti- vibratory levels, making use of this filter, and
lisé dans un système tournant.in a rotating system.
L'invention a notamment pour but de proposer une cellule permettant la constitution d'un filtre à fréquence de coupure The object of the invention is in particular to propose a cell enabling the formation of a filter with a cut-off frequency
pilotable.controllable.
Ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait This object is achieved, in accordance with the invention, by virtue of
que cette cellule comporte un interrupteur en série avec la résis- that this cell comprises a switch in series with the resistor
tance, cet interrupteur étant commandé par un signal périodique de période réglable, pour successivement établir et interrompre la liaison, via la résistance, entre ladite borne d'entrée et le said switch being controlled by a periodic signal of adjustable period, for successively establishing and interrupting the connection, via the resistor, between said input terminal and the
condensateur, en fonction de la valeur du signal de commande. capacitor, depending on the value of the control signal.
Avantageusement, le point à potentiel stabilisé est la borne d'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel sur Advantageously, the stabilized potential point is the inverting input terminal of an operational amplifier on
lequel est monté, en contre-réaction, le condensateur. which is mounted, in feedback, the capacitor.
Le filtre à fréquence pilotable conforme à l'invention est caractérisé, conformément à l'invention, en ce qu'il comprend au moins une cellule intégrateur telle que définie ci-dessus et un générateur de signal périodique de commande dont la borne de sortie est reliée à la borne de commande de l'interrupteur de The controllable frequency filter according to the invention is characterized, in accordance with the invention, in that it comprises at least one integrating cell as defined above and a periodic control signal generator whose output terminal is connected to the control terminal of the
ladite cellule.said cell.
Avantageusement, le filtre passe bas est constitué par une cellule intégrateur munie d'une seconde résistance branchée en parallèle sur le condensateur et des moyens de commutation pour établir ou interrompre la liaison entre ladite seconde résistance Advantageously, the lowpass filter is constituted by an integrator cell provided with a second resistor connected in parallel with the capacitor and switching means for establishing or interrupting the connection between said second resistor.
et ledit condensateur du côté adjacent ou point à potentiel stabilisé. and said capacitor on the adjacent side or stabilized potential point.
Avantageusement, le filtre comprend deux cellules inté- Advantageously, the filter comprises two cells of
grateurs montées en série, en contre-réaction sur une première series-mounted scrapers, in feedback on a first
entrée d'un amplificateur opérationnel monté en additionneur in- input of an operational amplifier mounted in
verseur et dont une deuxième entrée est reliée à la sortie d'une première cellule intégrateur, par l'intermédiaire d'une cellule inverseur, la deuxième cellule intégrateur étant reliée, par sa sortie, à ladite première entrée de l'additionneur, moyennant quoi on obtient un filtre passe bande entre une troisième entrée de l'additionneur et la sortie de la première cellule intégrateur, un filtre passe bas entre ladite troisième entrée et la sortie de la première cellule intégrateur, et un filtre passe haut entre pourer and a second input is connected to the output of a first integrator cell, via an inverter cell, the second integrator cell being connected, by its output, to said first input of the adder, whereby a bandpass filter is obtained between a third input of the adder and the output of the first integrator cell, a low pass filter between said third input and the output of the first integrator cell, and a high pass filter between
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cette même troisième entrée et la sortie de l'additionneur. this same third input and the output of the adder.
Avantageusement, le filtre passe bas comprend une suite Advantageously, the low pass filter comprises a sequence
d'au moins trois cellules intégrateurs montées en série, en contre- of at least three integrator cells connected in series, against
réaction sur l'amplificateur additionneur, dit premier additionneur, l'amplificateur inverseur est un amplificateur monté en addition- neur et chaque intégrateur de la suite est relié par sa sortie à une entrée d'un additionneur, l'intégrateur suivant, de la suite, étant relié à l'autre additionneur, le premier intégrateur - celui reaction on the adder amplifier, said first adder, the inverting amplifier is an amplifier mounted in addition and each integrator of the suite is connected by its output to an input of an adder, the next integrator, of the following , being connected to the other adder, the first integrator - the one
dont l'entrée est reliée à la sortie du premier additionneur - whose input is connected to the output of the first adder -
étant relié par sa sortie à l'autre additionneur. being connected by its output to the other adder.
Le dispositif de mesure de niveaux vibratoires faisant application de ce filtre est caractérisé, conformément à l'invention, en ce que ce dispositif comprend un détecteur de mouvement du carter du système tournant, un filtre tel que défini ci-dessus, The device for measuring vibration levels applying this filter is characterized, according to the invention, in that this device comprises a movement detector of the casing of the rotating system, a filter as defined above,
dont la borne d'entrée est reliée à la borne de sortie du détec- whose input terminal is connected to the output terminal of the detector
teur de mouvement, et dont le générateur de signal de commande est un dispositif mesurant la fréquence de rotation d'au moins un élément du système tournant et fournissant un signal de commande dont la fréquence est un multiple de cette fréquence de rotation, et un dispositif de mesure de l'amplitude du signal filtré par le the control signal generator is a device measuring the frequency of rotation of at least one element of the rotating system and providing a control signal whose frequency is a multiple of this rotation frequency, and a device measuring the amplitude of the signal filtered by the
filtre. -filtered. -
Avantageusement, le dispositif de mesure est un détec- Advantageously, the measuring device is a detection device
teur de crête, comprenant un condensateur de stockage de signal peak generator comprising a signal storage capacitor
et un circuit de décharge dudit condensateur, ce circuit compre- and a discharge circuit of said capacitor, this circuit comprises
nant une résistance en série avec un interrupteur commandé par ledit signal de commande pour assurer ou interrompre la décharge du condensateur par l'intermédiaire de la résistance, selon la resistor in series with a switch controlled by said control signal to provide or interrupt the discharge of the capacitor through the resistor, in accordance with the
valeur dudit signal de commande.value of said control signal.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other features and advantages of the invention
seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre will be better understood by reading the following description
de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels several embodiments and with reference to the accompanying drawings in which
- la figure 1 est un schéma électrique d'une cellule intégra- FIG. 1 is an electrical diagram of an integrated cell
teur selon un mode de réalisation de l'invention according to one embodiment of the invention
- la figure 2 est un diagramme d'un signal de commande utili- FIG. 2 is a diagram of a control signal used in
sable pour la cellule de la figure 1 - la figure 3 est un schéma électrique d'un filtre passe bas du premier ordre selon un mode de réalisation de l'invention - la figure 4 est un schéma électrique d'un filtre universel selon un mode de réalisation de l'invention; for the cell of FIG. 1 - FIG. 3 is an electrical diagram of a first-order low-pass filter according to one embodiment of the invention - FIG. 4 is a circuit diagram of a universal filter according to a mode embodiment of the invention;
- la figure 5 est un schéma synoptique d'un dispositif de dé- FIG. 5 is a block diagram of a device for
tection de niveaux vibratoires selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est un schéma électrique du circuit générateur 28 de la figure 5, selon un mode de réalisation de l'invention; - les figures T7a à 7c représentent des diagrammes de signaux présents en différents points du circuit de la figure 6, selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 8 est un schéma électrique du circuit de mesure d'amplitude 29 de la figure 5, selon un mode de réalisation de l'invention; - les figures 9a à 9c représentent des diagrammes de signaux présents en différents points du circuit de la figure 8, vibration level detection according to one embodiment of the invention; FIG. 6 is an electrical diagram of the generator circuit 28 of FIG. 5, according to one embodiment of the invention; FIGS. 7a to 7c show diagrams of signals present at different points of the circuit of FIG. 6, according to one embodiment of the invention; FIG. 8 is an electrical diagram of the amplitude measuring circuit 29 of FIG. 5, according to one embodiment of the invention; FIGS. 9a to 9c represent diagrams of signals present at different points of the circuit of FIG. 8,
selon un mode de réalisation de l'invention. according to one embodiment of the invention.
La cellule représentée sur la figure 1 est du type inté- The cell shown in FIG.
grateur à amplificateur opérationnel. Cette cellule comprend une Operational amplifier grater. This cell includes a
borne d'entrée 1, une borne de sortie 2, et un amplificateur opé- input terminal 1, an output terminal 2, and an operational amplifier
rationnel 3 dont l'entrée non inverseuse 3a est reliée à la masse 4, dont l'entrée inverseuse 3b est reliée à la borne d'entrée 1 par l'intermédiaire d'une résistance 5, et dont la borne de sortie 6 est reliée à la borne de sortie 2 de la cellule. Un condensateur T rational 3 whose non-inverting input 3a is connected to the ground 4, whose inverting input 3b is connected to the input terminal 1 via a resistor 5, and whose output terminal 6 is connected at the output terminal 2 of the cell. A capacitor T
est branché en contre-réaction entre la sortie 6 et l'entrée in- is connected as a negative feedback between output 6 and the input
verseuse 3b de l'amplificateur opérationnel 3. jug 3b of the operational amplifier 3.
Un interrupteur électronique 8 est interposé entre la résistance 5 et le point de jonction 9 entre le condensateur 7 et la borne d'entrée inverseuse 3b. Cet interrupteur 8 reçoit un signal de commande 10 représenté symboliquement par une flèche sur An electronic switch 8 is interposed between the resistor 5 and the junction point 9 between the capacitor 7 and the inverting input terminal 3b. This switch 8 receives a control signal 10 represented symbolically by an arrow on
la figure 1, signal dont la forme est représentée sur la figure 2. Figure 1, a signal whose shape is shown in Figure 2.
Ce signal est binaire, sa valeur "1" correspondant à la fermeture F de l'interrupteur 8 et sa valeur "0" correspondant à l'ouverture This signal is binary, its value "1" corresponding to the closing F of the switch 8 and its value "0" corresponding to the opening
0 de cet interrupteur.0 of this switch.
Le signal 10 est un signal périodique d'impulsions rectangulaires de rapport cyclique: 8 = SF T La constante de temps de l'intégrateur de la figure 1 est égale à RC, R et C étant les valeurs, respectivement, de la résistance 5 et du condensateur 7. En faisant varier le rapport cyclique OF du signal 10, on peut ainsi faire varier à volonté la The signal 10 is a periodic signal of rectangular duty cycle pulses: 8 = SF T The time constant of the integrator of FIG. 1 is equal to RC, where R and C are the values, respectively, of the resistor 5 and of the capacitor 7. By varying the duty cycle OF of the signal 10, it is thus possible to vary at will the
constante de temps de l'intégrateur. time constant of the integrator.
Ce procédé peut être avantageusement appliqué à la réa- This process can be advantageously applied to the
lisation de filtres à fréquence(s) de coupure réglable(s). La figure 3 représente un filtre passe bas du premier ordre utilisant une cellule analogue à celle de la figure 1. Sur les figures 1 et 3, les éléments analogues portent les mêmes références. On voit que le filtre de la figure 3 est obtenu en branchant une résistance, dite de stabilisation de gain 11 entre la sortie 6 de l'amplificateur 3 et le point de jonction 12 entre Adjustable cutoff frequency filter (s). FIG. 3 represents a first-order low-pass filter using a cell similar to that of FIG. 1. In FIGS. 1 and 3, the analogous elements bear the same references. It can be seen that the filter of FIG. 3 is obtained by connecting a so-called gain stabilization resistor 11 between the output 6 of the amplifier 3 and the junction point 12 between
la résistance d'entrée 5 et l'interrupteur 8. the input resistance 5 and the switch 8.
On constate que la fréquence de coupure à 3dB du filtre It can be seen that the cutoff frequency at 3dB of the filter
de la figure 3 est f = BF, ob RI est la valeur de la résis- of Figure 3 is f = BF, ob RI is the value of the resistance
c -c -
tance 11, 8, F et C 2 éR1C étant déjà définis plus haut en 11, 8, F and C 2 er1C being already defined above in
référence aux figures 1 et 2. En modifiant OF, on peut donc modi- reference to FIGS. 1 and 2. By modifying OF, it is therefore possible to modify
fier à volonté la fréquence de coupure fc du filtre passe bas de proud at will the cutoff frequency fc of the low pass filter of
la figure 3.Figure 3.
La figure 4 montre le schéma d'un filtre du second ordre - utilisant quatre cellules à amplificateur opérationnel dont deux cellules sont analogues à celle de la figure 1. Ce filtre comprend une première cellule 13 formée par un amplificateur opérationnel 13a monté en additionneur inverseur recevant sur une première borne d'entrée 13b le signal à filtrer; une deuxième et une troisième borne d'entrée 13c, 13d de la cellule 13 sont reliées à la sortie, respectivement 14a, 15a d'une cellule intégrateur 14 et d'une cellule 15 formée par un amplificateur opérationnel 15b monté en FIG. 4 shows the diagram of a second-order filter - using four operational amplifier cells, two cells of which are similar to that of FIG. 1. This filter comprises a first cell 13 formed by an operational amplifier 13a mounted as an inverter adder receiving on a first input terminal 13b the signal to be filtered; a second and a third input terminal 13c, 13d of the cell 13 are connected to the output, respectively 14a, 15a of an integrator cell 14 and a cell 15 formed by an operational amplifier 15b mounted in
amplificateur inverseur. L'autre cellule intégrateur 16 est inter- Inverter amplifier. The other integrating cell 16 is
posée entre la sortie 13e de-la cellule additionneur 13 et l'entrée 14b de la première cellule intégrateur 14, et elle est reliée, placed between the output 13e of the adder cell 13 and the input 14b of the first integrator cell 14, and is connected,
par sa sortie 16a à l'entrée 15c de la cellule amplificateur 15. by its output 16a at the input 15c of the amplifier cell 15.
Les interrupteurs 8 des cellules intégrateurs sont, dans cet exemple, constitués chacun par un transistor à effet de champ à canal n, 17 de préférence du type 2N4091, dont l'électrode de commande - ou grille - 1Ta est reliée, par l'intermédiaire d'une borne 14c, 16b générateur de signal périodique d'impulsions rectangulaires à rapport cyclique OF réglable à volonté ou asservi à un paramètre extérieur. Ce générateur n'est pas représenté sur la figure 4, mais un exemple de ce générateur sera donné ci-dessous The switches 8 of the integrator cells are, in this example, each constituted by an n-channel field effect transistor 17, preferably of the type 2N4091, whose control electrode - or gate - 1Ta is connected, via a terminal 14c, 16b periodic signal generator of rectangular pulses cyclic ratio OF adjustable at will or slaved to an external parameter. This generator is not shown in Figure 4, but an example of this generator will be given below
dans le cadre de la description d'une application particulière as part of the description of a particular application
d'un filtre à cellule intégrateur conforme à l'invention. of an integrating cell filter according to the invention.
Le filtre de la figure 4 comprend trois bornes de sortie 18, 19 et 20 équivalentes électriquement aux bornes, respectivement 14a, 13e et 15c déjà décrites. Sur chacune des bornes de sortie 13, 19 et 20 est disponible un signal constitué par le signal appliqué sur la borne d'entrée 13b et filtré, respectivement, en passe bas, en passe haut et en passe bande. Pour protéger la grille The filter of Figure 4 comprises three output terminals 18, 19 and 20 electrically equivalent to the terminals, respectively 14a, 13e and 15c already described. On each of the output terminals 13, 19 and 20 is available a signal consisting of the signal applied to the input terminal 13b and filtered, respectively, low pass, high pass and band pass. To protect the grid
1Va des transistors à effet de champ 17 contre les tensions posi- 1Va of field effect transistors 17 against positive voltages
tives, on interpose une diode en sens inverse 21 entre la borne a diode in the opposite direction 21 between the terminal
14c, 16b correspondante et ladite grille 17a. 14c, 16b and said gate 17a.
Pour assurer le fonctionnement de chaque transistor 17 sur toute la dynamique du signal d'entrée de l'intégrateur 14, 16, on relie la borne 17b du transistor 17 au point de jonction 22 entre deux diodes en série 23 montées dans le même sens, et dont To ensure the operation of each transistor 17 over the entire dynamics of the input signal of the integrator 14, 16, the terminal 17b of the transistor 17 is connected to the junction point 22 between two series diodes 23 mounted in the same direction, and which
l'électrode opposée audit point 22 est mise à la masse 4. the electrode opposite said point 22 is grounded 4.
Ainsi chaque cellule intégrateur 14, 16 est analogue à la cellule de la figure 1, les composants 5 et 7 ayant, dans cet exemple, la mrme valeur pour les deux cellules 14, 16. En faisant varier le rapport cyclique du signal appliqué sur les bornes 14c et 16b, on fait varier les fréquences de coupure des filtres Thus, each integrator cell 14, 16 is analogous to the cell of FIG. 1, the components 5 and 7 having, in this example, the same value for the two cells 14, 16. By varying the duty cycle of the signal applied to the terminals 14c and 16b, the filter cut-off frequencies are varied
passe bas (sortie 18) et passe haut (sortie 19) ainsi que la fré- pass (exit 18) and go high (exit 19) as well as the frequency
quence centrale du filtre passe bande (sortie 20). On remarquera que la résistance de stabilisation de gain 11 de la cellule de la figure 3 correspond, dans le circuit de la figure 4 pour chaque cellule 14, 16 aux résistances d'entrée, respectivement 24 et 25, la résistance 24 correspondant à la cellule 13 et la résistance 25 center of the bandpass filter (output 20). It will be noted that the gain stabilizing resistor 11 of the cell of FIG. 3 corresponds, in the circuit of FIG. 4 for each cell 14, 16 to the input resistances, respectively 24 and 25, the resistance 24 corresponding to the cell. 13 and the resistance 25
à la cellule 15.in cell 15.
Les filtres à fréquence de coupure ou fréquence centrale réglable selon l'invention trouvent notamment application dans les dispositifs de détection - ou indicateurs - de niveaux vibratoires de systèmes tournants - ou machines tournantes - fonctionnant à des régimes variables et/ou ayant plusieurs organes tournant à The filters with a cut-off frequency or adjustable central frequency according to the invention find particular application in the detection devices - or indicators - of vibratory levels of rotating systems - or rotating machines - operating at variable speeds and / or having several members rotating at different speeds.
des vitesses différentes. Un réacteur - ou moteur à réaction - different speeds. A reactor - or jet engine -
d'avion constitue un exemple de ces systèmes tournants. The airplane is an example of these rotating systems.
Comme le montre la figure 5, un détecteur 26 fournit un signal analogique proportionnel à l'accélération ou à la vitesse ou à la position d'un point du carter du système tournant à surveiller. Ce signal est appliqué à l'entrée d'un filtre passe bande à bande étroite 27 tel que celui de la figure 4, dont la fréquence centrale fc est pilotée par un signal d'impulsions de commande tel que le signal 10 fourni par un générateur 28; la fréquence F de ce signal 10 est un multiple de la fréquence de rotation N d'un élément tournant du système à surveiller; ceci s'écrit F = pN, p étant un nombre positif. Pour assurer un fonctionnement correct du filtre 27, il est nécessaire d'avoir F"fc, par exemple F = 5 à 10 fois fc; à cet effet, les valeurs As shown in FIG. 5, a detector 26 provides an analog signal proportional to the acceleration or speed or position of a point in the housing of the rotating system to be monitored. This signal is applied to the input of a narrowband bandpass filter 27 such as that of FIG. 4, whose central frequency fc is driven by a control pulse signal such as the signal supplied by a generator. 28; the frequency F of this signal 10 is a multiple of the rotation frequency N of a rotating element of the system to be monitored; this is written F = pN, where p is a positive number. To ensure correct operation of the filter 27, it is necessary to have F "fc, for example F = 5 to 10 times fc, for this purpose the values
(R) de la résistance 5,(C) du condensateur 7 et de 9 sont conve- (R) of the resistance 5, (C) of the capacitor 7 and 9 are
nablement choisies en fonction de la fréquence F du signal de commande et de la fréquence centrale du filtre 27. Dans le cas du circuit de la figure 4, cette fréquence centrale fc est égale selected according to the frequency F of the control signal and the center frequency of the filter 27. In the case of the circuit of FIG. 4, this central frequency fc is equal to
à BF o B, F, R et C ont déjà été définis plus haut. at BF o B, F, R and C have already been defined above.
2efRC Le signal filtré sortant du filtre 27 est appliqué sur un appareil ou circuit - de mesure 29 de l'amplitude du 2efRC The filtered signal leaving the filter 27 is applied to a device or circuit 29 measuring the amplitude of the
signal filtré.filtered signal.
La figure 6 donne un exemple de réalisation du générateur FIG. 6 gives an exemplary embodiment of the generator
28. Ce générateur comprend un capteur 30 de la fréquence de rota- 28. This generator comprises a sensor 30 of the rotational frequency
tion d'un organe tournant du système à surveiller, un amplifi- rotation of the system to be monitored, an amplification
cateur différentiel 31 recevant le signal du capteur 30, une bas- differential sensor 31 receiving the signal from the sensor 30, a
cule de Schmitt 32 transformant le signal d'impulsions courbe 33 émis par l'amplificateur 31 en un signal rectangulaire 34, et un circuit - ou bascule - monostable 35 transformant le signal 34 en un signal calibré35schmme fréquence F que les signaux 33 et 34 Schmitt circuit 32 transforming the curved pulse signal 33 emitted by the amplifier 31 into a rectangular signal 34, and a monostable circuit - or flip-flop 35 transforming the signal 34 into a calibrated signal as a frequency F as the signals 33 and 34
(figures 6 et 7a à 7c).(Figures 6 and 7a to 7c).
Le capteur 30 est, dans l'exemple représenté, du type The sensor 30 is, in the example shown, of the type
à variation d'entrefer il comprend une roue en matériau ferro- with an air gap variation it comprises a wheel made of ferro-
magnétique 37 clavetée sur un élément tournant 38 du système à surveiller, coaxialement à l'axe de rotation de cet élément tournant; la roue 37 est munie de protubérances 37a régulièrement réparties sur son pourtour; ces protubérances passent à proximité de l'extrémité adjacente d'un noyau en matériau ferromagnétique 39a d'une bobine 39; les bornes 39b, 39c de la bobine 39 sont magnetic key 37 keyed on a rotating element 38 of the system to be monitored, coaxially with the axis of rotation of this rotating element; the wheel 37 is provided with protuberances 37a regularly distributed around its circumference; these protuberances pass close to the adjacent end of a core of ferromagnetic material 39a of a coil 39; the terminals 39b, 39c of the coil 39 are
reliées chacune à une entrée respective 31a, 31b de l'amplifi- each connected to a respective input 31a, 31b of the amplifier
cateur différentiel 31. Grâce à l'utilisation d'un amplificateur différentiel, on élimine les signaux parasites de mode commun. Le Differential encoder 31. By using a differential amplifier, common mode noise signals are eliminated. The
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circuit monostable 35 fournit un signal 36 dont la valeur R (durée de chaque impulsion rectangulaire) est constante et donc monostable circuit 35 provides a signal 36 whose R value (duration of each rectangular pulse) is constant and therefore
indépendante de la fréquence F = 1 de ce signal 36. independent of the frequency F = 1 of this signal 36.
T La figure 8 donne un exemple de réalisation du circuit de mesure 29 de la figure 5. Ce circuit est essentiellement un détec- teur crête du signal filtré 40 fourni par le filtre 27. Le signal est pratiquement sinusoïdal si la bande passante du filtre 27 FIG. 8 shows an exemplary embodiment of the measuring circuit 29 of FIG. 5. This circuit is essentially a peak detector of the filtered signal 40 supplied by the filter 27. The signal is substantially sinusoidal if the bandwidth of the filter 27
est étroite et s'il existe, dans le signal 41 fourni par le détec- is narrow and if it exists, in the signal 41 provided by the detection
teur 26, une composante à la fréquence fc = OF = KN o K est un coefficient constant. - 2XRC Le circuit de la figure 9 comprend (a) un circuit détecteur 42 recevant, sur sa borne d'entrée 42a le signal filtré 40 (b) un condensateur de stockage de valeur crête 43 branché 26, a component at the frequency fc = OF = KN where K is a constant coefficient. The circuit of FIG. 9 comprises (a) a detector circuit 42 receiving, at its input terminal 42a, the filtered signal 40 (b) a peak value storage capacitor 43 connected.
entre la masse 4 et l'émetteur 44a d'un transistor 44 fai- between the ground 4 and the emitter 44a of a transistor 44 made
sant partie du circuit détecteur 42 part of the detector circuit 42
(c) un circuit de décharge 45 du condensateur 43. (c) a discharge circuit 45 of the capacitor 43.
(d) un circuit amplificateur de sortie 46 dont la borne d'entrée (d) an output amplifier circuit 46 having an input terminal
46a est reliée au point chaud 43a du condensateur 43. 46a is connected to the hot spot 43a of the capacitor 43.
Le circuit détecteur 42 comprend un amplificateur opé- The detector circuit 42 comprises an amplifier
rationnel 47 sur lequel est monté, en contre-réaction, le circuit baseémetteur du transistor 44 dont le collecteur 44b est relié à une source de tension continue + V. L'entrée 42a est reliée à Rational 47 on which is mounted, in feedback, the base-transmitter circuit of transistor 44 whose collector 44b is connected to a direct voltage source + V. The input 42a is connected to
l'entrée non inverseuse 47% de l'amplificateur opérationnel 47. the non-inverting input 47% of the operational amplifier 47.
Le circuit de décharge 45 comprend une résistance 48 montée, entre le point 43a et la masse 4, en série avec le circuit émetteur-collecteur d'un transistor 49 dont la base 49a est reliée The discharge circuit 45 comprises a resistor 48 mounted between the point 43a and the ground 4, in series with the emitter-collector circuit of a transistor 49 whose base 49a is connected
à la borne de sortie du circuit 28 de manière à recevoir le si- at the output terminal of the circuit 28 so as to receive the signal
gnal 36; à cet effet, la borne de sortie du circuit 28 est reliée à une borne de commande 45a du circuit 45. Des résistances General 36; for this purpose, the output terminal of the circuit 28 is connected to a control terminal 45a of the circuit 45. Resistors
convenables 50, 51 sont branchées entre la base 49a et respecti- 50, 51 are connected between the base 49a and respectively
vement la borne de commande 45a, et la masse 4. Le transistor 49 est choisi et agencé pour fonctionner en interrupteur reliant à la masse 4 et isolant de cette masse la résistance 48, selon que The transistor 49 is selected and arranged to operate as a switch connecting the ground 4 and insulation of this mass the resistor 48, depending on whether
le signal 36 a respectivement la valeur "l"ou la valeur "0". the signal 36 has the value "l" or the value "0" respectively.
Le circuit 46 est constitué par un amplificateur opéra- The circuit 46 is constituted by an amplifier
tionnel 52 monté en amplificateur suiveur non inverseur à forte 52 mounted as a non-inverting, high-current follower amplifier
impédance d'entrée et un amplificateur de courant pour un gal- input impedance and a current amplifier for a gal-
vanomètre 55 monté en contre-réaction sur l'amplificateur 52 en série avec une résistance 54, une résistance 53 reliant l'entrée vanometer 55 mounted in feedback on the amplifier 52 in series with a resistor 54, a resistor 53 connecting the input
52a à la masse 4.52a to ground 4.
Le fonctionnement du dispositif de détection représenté The operation of the detection device shown
sur les figures 5 à 9 est le suivant. in Figures 5 to 9 is the following.
Lorsqu'une perturbation périodique de fréquence N (par exemple un balourd) apparait sur le système tournant à surveiller, elle entraîne la présence, dans le signal analogique 41, d'une composante à cette fréquence N. Le filtre 27 éliminant les autres composantes fréquentielles du signal 41, le signal 40 recueilli sur la borne de sortie de ce filtre est une sinusoïde pure de When a periodic disturbance of frequency N (for example an unbalance) appears on the rotating system to be monitored, it causes the presence, in the analog signal 41, of a component at this frequency N. The filter 27 eliminating the other frequency components of the signal 41, the signal 40 collected on the output terminal of this filter is a pure sinusoid of
fréquence N,-dont la valeur efficace peut être mesurée par le dis- frequency, whose effective value can be measured by the
positif 29. Ce dispositif 29 mesure l'amplitude crête du signal 41 mais ce signal 41 étant une sinusoïde pure, cette valeur crête est proportionnelle à la valeur efficace et il suffira de graduer le cadran du galvanomètre en valeur efficace pour obtenir cette valeur par simple lecture. En fait, la tension apparaissant au positive 29. This device 29 measures the peak amplitude of the signal 41 but this signal 41 being a pure sinusoid, this peak value is proportional to the rms value and it will be sufficient to scale the dial of the galvanometer in effective value to obtain this value by simple reading. In fact, the tension appearing at
point 43a du circuit 29 (figure 9) n'est pas rigoureusement cons- point 43a of circuit 29 (Figure 9) is not strictly
tante mais elle présente une certaine ondulation résiduelle - du ronflement - dont l'amplitude "a" est rendue indépendante de N (c'est-àdire de la fréquence du signal filtré 40) grâce au aunt but it has some residual ripple - hum - whose amplitude "a" is made independent of N (ie the frequency of the filtered signal 40) thanks to the
transistor de commutation 49, comme cela sera expliqué plus loin. switching transistor 49, as will be explained later.
Comme le montrent les figures 10a à 10c, le signal 40, As shown in FIGS. 10a to 10c, the signal 40,
redressé à une alternance par la fonction base-émetteur du tran- alternately straightened by the base-transmitter function of the tran-
sistor 44, est échantillonné par le condensateur 43 associé au circuit de décharge 45, au rythme du signal 36. Pour simplifier, on a représenté sur la figure 10c, un signal 36 de même fréquence que le signal 40 - en réalité, la fréquence (F) du signal 36 est nettement supérieure à celle (N) du signal 40, mais si la valeur de la résistance 48 n'est pas trop faible, l'effet du circuit 45, entre deux crêtes positives voisines 40a du signal 40, est le même pour deux signaux 36 de fréquence (F) différentes et de même rapport cyclique 8F. La constante de temps de décharge des organes 43, 45 est inversement proportionnelle à la fréquence N du signal sistor 44, is sampled by the capacitor 43 associated with the discharge circuit 45, at the rate of the signal 36. For simplicity, there is shown in FIG. 10c a signal 36 of the same frequency as the signal 40 - in fact, the frequency ( F) of the signal 36 is significantly greater than that (N) of the signal 40, but if the value of the resistor 48 is not too low, the effect of the circuit 45 between two adjacent positive peaks 40a of the signal 40 is the same for two signals 36 of different frequency (F) and the same duty cycle 8F. The discharge time constant of the members 43, 45 is inversely proportional to the frequency N of the signal
dont on veut mesurer l'amplitude. Il en résulte que l'ampli- which one wants to measure the amplitude. As a result, the amplifier
tude "a" est indépendante de N. Le détecteur 26 peut être un détecteur d'un paramètre tel que l'accélération, la vitesse, ou Study "a" is independent of N. The detector 26 may be a detector of a parameter such as acceleration, speed, or
la position d'un point du carter du système tournant. Ce détec- the position of a point of the casing of the rotating system. This detection
teur comprend un capteur de ce paramètre et un amplificateur différentiel recevant le signal de ce capteur pour amplifier ce includes a sensor of this parameter and a differential amplifier receiving the signal of this sensor to amplify this
signal et éliminer les parasites provenant du mode commun. signal and eliminate common mode noise.
Selon une variante, le filtre de la figure 4 peut com- According to one variant, the filter of FIG.
prendre une suite de plus de deux cellules int-égateuxs montées take a sequence of more than two internally-mounted cells
en série en contre-réaction sur l'amplificateur opérationnel 13a. in series in feedback on the operational amplifier 13a.
Dans ce cas, l'amplificateur 15b est lui aussi monté en addition- neur et chaque cellule intégrateur supplémentaire est reliée, par sa sortie, à une entrée - qui lui est particulière - de l'un ou l'autre des additionneurs selon son rang dans la suite, la In this case, the amplifier 15b is also mounted as an add-on and each additional integrating cell is connected, by its output, to an input - which is particular to it - of one or the other of the adders according to its rank. in the following, the
troisième cellule intégrateur étant reliée au deuxième addition- third integrating cell being connected to the second addition-
neur 15, la quatrième, au premier additionneur 13, et ainsi de suite. neur 15, the fourth, the first adder 13, and so on.
Bien entendu, dans la description donnée ci-dessus du Of course, in the description given above of
fonctionnement du dispositif de détection, on a seulement envisagé operation of the detection device, we have only considered
l'existence dans le système tournant d'une perturbation de fré- the existence in the rotating system of a frequency disturbance
quence N et on a réglé au moins l'un des paramètres R, C, O, p pour que l'on ait f,= N. Il peut ntre intéressant de détecter quence N and we have set at least one of the parameters R, C, O, p so that we have f = N. It may be interesting to detect
des harmoniques de cette perturbation, aux fréquences 2N, 3N,... harmonics of this disturbance, at frequencies 2N, 3N, ...
etc. Dans ce cas la fréquence fc sera réglée à ces valeurs 2N, 3N... etc. In this case the frequency fc will be set to these values 2N, 3N ...
24589462458946
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4009400A (en) * | 1975-11-28 | 1977-02-22 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Digitally controlled variable conductance |
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