RU2422767C1 - Roughness indicator to control electrical machine commutator micro geometry - Google Patents
Roughness indicator to control electrical machine commutator micro geometry Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422767C1 RU2422767C1 RU2010114379/28A RU2010114379A RU2422767C1 RU 2422767 C1 RU2422767 C1 RU 2422767C1 RU 2010114379/28 A RU2010114379/28 A RU 2010114379/28A RU 2010114379 A RU2010114379 A RU 2010114379A RU 2422767 C1 RU2422767 C1 RU 2422767C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplitude
- output
- eddy current
- amplifier
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в различных отраслях промышленности для динамического контроля микрогеометрии вращающихся токопроводящих цилиндрических деталей, в частности рабочей поверхности коллекторов электрических машин.The invention relates to the field of measurement technology and can be used in various industries for dynamic control of microgeometry of rotating conductive cylindrical parts, in particular the working surface of the collectors of electrical machines.
Известно устройство бесконтактного профилометра для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин [Авторское свидетельство СССР №1260672, МПК G01B 7/12, опубл. 30.09.1986]. Бесконтактный профилометр для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин, содержащий преобразователь перемещений, подключенную к его выходу измерительную схему, блок обработки измерительного сигнала, связанный с выходом измерительной схемы, блок управления, подключенный ко второму и третьему входам блока обработки измерительного сигнала, регистратор, связанный с выходом блока обработки измерительного сигнала. Второй преобразователь перемещений, установленный над рабочей поверхностью контролируемого коллектора, смещен относительно первого преобразователя на половину коллекторного деления в тангенциальном направлении и соединен с входом блока управления. Блок управления содержит цепь из последовательно соединенных измерительной схемы, компаратора, ограничителя, источника опорного сигнала, подключенного ко второму входу компаратора, схему сброса, вход измерительной схемы является входом, а выходы ограничителя и схемы сброса - выходами блока управления.A device for non-contact profilometer for monitoring the microgeometry of the collectors of electrical machines [USSR Author's Certificate No. 1260672, IPC G01B 7/12, publ. 09/30/1986]. A non-contact profilometer for monitoring the microgeometry of the collectors of electrical machines, comprising a displacement transducer, a measuring circuit connected to its output, a measuring signal processing unit associated with the output of the measuring circuit, a control unit connected to the second and third inputs of the measuring signal processing unit, a recorder associated with the output processing unit of the measuring signal. The second displacement transducer mounted above the working surface of the monitored collector is offset relative to the first transducer by half of the collector division in the tangential direction and is connected to the input of the control unit. The control unit contains a circuit from a series-connected measuring circuit, a comparator, a limiter, a reference signal source connected to the second input of the comparator, a reset circuit, the input of the measuring circuit is an input, and the outputs of the limiter and reset circuit are the outputs of the control unit.
Недостатком устройства является использование дополнительного преобразователя перемещений. Известный профилометр не учитывает различия удельных электрических проводимостей коллекторов электрических машин, которые влияют на результат измерений.The disadvantage of this device is the use of an additional displacement transducer. The known profilometer does not take into account differences in the specific electrical conductivities of the collectors of electrical machines, which affect the measurement result.
Известен также бесконтактный профилометр для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин [Авторское свидетельство СССР №1397714, МПК G01B 7/12, опубл. 23.05.1988]. Бесконтактный профилометр для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин снабжен цепью из последовательно соединенных формирователя прямоугольных импульсов, преобразователя частота-напряжение и управляемого фильтра низкой частоты двухполюсным переключателем, двумя вентилями, выход управляемого фильтра низкой частоты через разнополярно включенные вентили и нормально разомкнутые контакты двухполюсного переключателя подключен к входам элементов памяти, вход формирователя прямоугольных импульсов и второй вход управляемого фильтра низкой частоты связан с выходом измерительной схемы, а выходы ключей соединены с соответствующими нормально замкнутыми контактами двухполюсного переключателя.Also known is a non-contact profilometer for monitoring the microgeometry of the collectors of electrical machines [USSR Author's Certificate No. 1397714, IPC G01B 7/12, publ. 05/23/1988]. The non-contact profilometer for monitoring the microgeometry of the collectors of electric machines is equipped with a circuit of serially connected rectangular pulse shaper, a frequency-voltage converter and a controlled low-pass filter with a bipolar switch, two gates, an output of a controlled low-pass filter through bipolar switches and normally open contacts of a bipolar switch connected to the inputs memory elements, the input of the shaper of rectangular pulses and the second input of the control yaemogo low frequency filter connected to the output of the measuring circuit, and outputs the keys are connected to respective normally closed double pole switch.
Известный профилометр также не учитывает различия удельных электрических проводимостей коллекторов электрических машин, которые влияют на результат измерений.The well-known profilometer also does not take into account the differences in the specific electrical conductivities of the collectors of electrical machines, which affect the measurement result.
Наиболее близким, принятым за прототип, является прибор для исследования механических факторов в коллекторных электрических машинах [А.И.Скороспешкин, Л.Я.Зиннер, А.И.Прошин // Известия ТПИ. - 1966. - Т.160. - С.162-167]. Устройство состоит из генератора независимого возбуждения, соединенного с обмотками возбуждения измерительных датчиков. Индуктивный измерительный датчик малых перемещений и компенсационный датчик соединены таким образом, что электродвижущая сила (ЭДС) на обмотке компенсационного датчика находится в противофазе с ЭДС измерительного датчика. Разностная ЭДС обмоток подается на эмитерный повторитель. Эмитерный повторитель соединен с резонансным усилителем и милливольтметром. Милливольтметр соединен с генератором независимого возбуждения. Резонансный усилитель соединен с видеоусилителем.The closest adopted for the prototype is a device for studying mechanical factors in collector electrical machines [A.I. Skorospeshkin, L.Ya. Zinner, A.I. Proshin // Bulletin of TPI. - 1966. - T. 160. - S.162-167]. The device consists of an independent excitation generator connected to the excitation windings of the measuring sensors. The inductive measuring sensor of small displacements and the compensation sensor are connected in such a way that the electromotive force (EMF) on the winding of the compensation sensor is out of phase with the EMF of the measuring sensor. The differential EMF of the windings is fed to the emitter follower. The emitter follower is connected to a resonant amplifier and a millivoltmeter. The millivoltmeter is connected to an independent excitation generator. The resonant amplifier is connected to a video amplifier.
Известный прибор не учитывает различия удельных электрических проводимостей коллекторов электрических машин, которые влияют на результат измерений, вследствие этого для него необходимо производить предварительную градуировку для различных коллекторов электрических машин. Для устранения влияния вибраций на измерения профиля коллектора необходимо устанавливать второй измерительный датчик над поверхностью вала электрической машины.The known device does not take into account differences in the specific electrical conductivities of the collectors of electric machines, which affect the measurement result, therefore, it is necessary to perform a preliminary calibration for various collectors of electric machines. To eliminate the effect of vibration on the measurements of the collector profile, it is necessary to install a second measuring sensor above the shaft surface of the electric machine.
Задачей изобретения является упрощение процесса измерения микрогеометрии коллекторов электрических машин.The objective of the invention is to simplify the process of measuring microgeometry of the collectors of electrical machines.
Поставленная задача решена за счет того, что профилометр для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин так же, как в прототипе, содержит вихретоковый преобразователь, который содержит обмотки возбуждения измерительной и компенсирующей катушек. Вихретоковый преобразователь установлен над рабочей поверхностью контролируемого коллектора.The problem is solved due to the fact that the profilometer for monitoring the microgeometry of the collectors of electrical machines, as in the prototype, contains an eddy current transducer that contains the excitation windings of the measuring and compensating coils. The eddy current transducer is mounted above the working surface of the monitored collector.
Согласно изобретению вихретоковый преобразователь состоит из дифференциального усилителя и моста, при этом одно плечо моста образовано измерительной и компенсирующей катушкой, а другое - активными сопротивлениями.According to the invention, the eddy current transducer consists of a differential amplifier and a bridge, with one arm of the bridge formed by a measuring and compensating coil, and the other by active resistances.
Средние точки плеч моста подключены к входам дифференциального усилителя. К выходу дифференциального усилителя подключен буферный усилитель, который связан с первым амплитудным детектором и схемой преобразования фазового отклика в амплитудный. Схема преобразования фазового отклика в амплитудный состоит из последовательно соединенных детектора нуля, токоограничивающего резистора, полосового фильтра и второго дифференциального усилителя и подключена ко второму амплитудному детектору. Первый и второй амплитудные детекторы соединены с первым и вторым выходными дифференциальными усилителями соответственно. Выходные дифференциальные усилители соединены с регистратором и микроконтроллером, который через преобразователь уровней связан с персональным компьютером. Микроконтроллер также соединен с буферированным по выходу вторым полосовым фильтром, соединенным с вихретоковым преобразователем и схемой преобразования фазового отклика в амплитудный.The midpoints of the shoulders of the bridge are connected to the inputs of the differential amplifier. A buffer amplifier is connected to the output of the differential amplifier, which is connected to the first amplitude detector and a circuit for converting the phase response to amplitude. The phase-to-amplitude response conversion circuit consists of a series-connected zero detector, a current-limiting resistor, a bandpass filter, and a second differential amplifier and is connected to a second amplitude detector. The first and second amplitude detectors are connected to the first and second output differential amplifiers, respectively. The output differential amplifiers are connected to a recorder and a microcontroller, which is connected to a personal computer through a level converter. The microcontroller is also connected to an output buffered second bandpass filter connected to an eddy current transducer and a phase to amplitude response circuit.
Предложенная конструкция профилометра позволяет выделить из сигнала снимаемого с выхода вихретокового преобразователя две составляющих - изменение амплитуды сигнала и изменение фазового сдвига между выходным и входным сигналами вихретокового преобразователя под воздействием влияния коллектора электрической машины. Наличие цифровых потенциометров в схеме включения выходных дифференциальных усилителей позволяет программно регулировать уровень выходных сигналов дифференциальных усилителей в оптимальных пределах для регистратора и аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера.The proposed design of the profilometer makes it possible to distinguish two components from the signal of the eddy current transducer taken from the output - a change in the signal amplitude and a change in the phase shift between the output and input signals of the eddy current transducer under the influence of the collector of an electric machine. The presence of digital potentiometers in the switching circuit of the output differential amplifiers allows you to programmatically adjust the level of the output signals of the differential amplifiers to the optimum limits for the recorder and the analog-to-digital converter of the microcontroller.
Предлагаемое изобретение позволяет проводить измерения расстояния между вихретоковым преобразователем и коллектором электрической машины без предварительной градуировки исследуемого коллектора за счет учета удельных электрических проводимостей пластин коллектора электрической машины.The present invention allows the measurement of the distance between the eddy current transducer and the collector of an electric machine without preliminary graduation of the studied collector by taking into account the specific electrical conductivities of the collector plates of the electric machine.
На фиг.1 представлена функциональная схема заявляемого профилометра для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин.Figure 1 presents the functional diagram of the inventive profilometer to control the microgeometry of the collectors of electrical machines.
На фиг.2 изображена функциональная схема вихретокового преобразователя.Figure 2 shows the functional diagram of the eddy current transducer.
На фиг.3 изображена функциональная схема преобразования фазового отклика в амплитудный.Figure 3 shows a functional diagram of the conversion of the phase response to the amplitude.
На фиг.4 изображена функциональная схема выходного дифференциального усилителя.Figure 4 shows a functional diagram of the output differential amplifier.
На фиг.5 изображена функциональная схема полосового фильтра.Figure 5 shows a functional diagram of a band-pass filter.
Профилометр для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин содержит вихретоковый преобразователь 1 (ВТП) (фиг.1), который состоит из дифференциального усилителя 2 и моста (фиг.2). Одно плечо моста образовано измерительной катушкой 3 и компенсирующей катушкой 4 со стержневыми ферритовыми сердечниками, а другое - активными сопротивлениями 5 и 6, номиналы которых соответствуют комплексным сопротивлениям измерительной и компенсирующей катушки соответственно. Плечо моста, образованное активными сопротивлениями 5 и 6, соединено с инвертирующим входом дифференциального усилителя 2, а плечо, образованное катушками 3 и 4, подключено к неинвертирующему входу дифференциального усилителя 2.The profilometer for monitoring the microgeometry of the collectors of electric machines contains an eddy current transducer 1 (VTP) (Fig. 1), which consists of a
К вихретоковому преобразователю 1 (ВТП) подключен буферный усилитель 7 (БУ) (фиг.1). Выход дифференциального усилителя 2 (фиг.2) вихретокового преобразователя 1 (ВТП) подключен к инвертирующему входу буферного усилителя 7 (БУ) (фиг.1). Общая шина вихретокового преобразователя 1 (ВТП) соединена с неинвертирующим входом буферного усилителя 7 (БУ). Соединение вихретокового преобразователя 1 (ВТП) и буферного усилителя 7 (БУ) выполнено при помощи витой пары. К буферному усилителю 7 (БУ) подключены первый амплитудный детектор 8 (АД1) и схема преобразования фазового отклика в амплитудный 9 (ФА).To the eddy current transducer 1 (ECP) is connected to a buffer amplifier 7 (CU) (figure 1). The output of the differential amplifier 2 (figure 2) of the eddy current transducer 1 (ECP) is connected to the inverting input of the buffer amplifier 7 (CU) (figure 1). The common bus of the eddy current transducer 1 (VTP) is connected to the non-inverting input of the buffer amplifier 7 (CU). The eddy current transducer 1 (ECP) and the buffer amplifier 7 (CU) are connected using twisted pair. The first amplitude detector 8 (AD1) and the circuit for converting the phase response to amplitude 9 (FA) are connected to the buffer amplifier 7 (BU).
Схема преобразования фазового отклика в амплитудный 9 (ФА) (фиг.3) состоит из последовательного соединения детектора нуля 10, токоограничивающего резистора 11, полосового LC-фильтра 12 и дифференциального усилителя 13. Выход буферного усилителя 7 (БУ) подключен к инвертирующему входу детектора нуля 10, неинвертирующий вход детектора нуля 10 соединен с общей шиной. Полосовой LC-фильтр 12 подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя 13.The scheme for converting the phase response to amplitude 9 (FA) (Fig. 3) consists of a serial connection of a zero
Выход схемы преобразования фазового отклика в амплитудный 9 (ФА) соединен с входом второго амплитудного детектора 14 (АД2) (фиг.1). Амплитудные детекторы 8 (АД1) и 14 (АД2) соединены с выходными дифференциальными усилителями 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2) соответственно.The output of the circuit for converting the phase response to amplitude 9 (FA) is connected to the input of the second amplitude detector 14 (AD2) (Fig. 1). Amplitude detectors 8 (AD1) and 14 (AD2) are connected to the output differential amplifiers 15 (VDU1) and 16 (VDU2), respectively.
Выходные дифференциальные усилители 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2) выполнены идентично и состоят из инструментального усилителя 17 (фиг.4) с подключенными к нему цифровыми потенциометрами 18 и 19. Входами выходных дифференциальных усилителей 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2) служат инвертирующие входы инструментальных усилителей 17. Цифровой потенциометр 18 подключен делителем напряжения между питающим напряжением и общей шиной к неинвертирующему входу инструментального усилителя 17. Цифровой потенциометр 19 подключен в цепь изменения коэффициента усиления инструментального усилителя 17 соответственно. [http://shtz.shadrinsk.net/library/doc/ad/prod/descript/ad622.pdf]The output differential amplifiers 15 (VDU1) and 16 (VDU2) are identical and consist of a tool amplifier 17 (Fig. 4) with
Выходы выходных дифференциальных усилителей 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2) (фиг.1) соединены с входом аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера 20 (МК) [Евстигнеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega: Руководство пользователя / А.В.Евстигнеев. - М.: Издательский дом “Додэка-XXI”, 2007. - 592 с., стр.401] и регистратором 21 (Р). Микроконтроллер 20 (МК) соединен с цифровыми потенциометрами 18, 19 (на фиг.4 не показано) выходных дифференциальных усилителей 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2) последовательным интерфейсом. Микроконтроллер 20 (МК) имеет двухстороннюю связь с персональным компьютером 22 (ПК) через преобразователь уровней 23 (ПУ) (фиг.1). Кроме того, микроконтроллер 20 (МК) соединен с полосовым фильтром 24 (ПФ).The outputs of the output differential amplifiers 15 (VDU1) and 16 (VDU2) (Fig. 1) are connected to the input of the analog-to-digital converter of microcontroller 20 (MK) [Evstigneev A.V. Mega AVR Microcontrollers: User Manual / A.V. Evstigneev. - M.: Dodeka-XXI Publishing House, 2007. - 592 p., P.401] and registrar 21 (P). The microcontroller 20 (MK) is connected to the
Полосовой фильтр 24 (ПФ) состоит из последовательного соединения токоограничивающего резистора 25, полосового LC-фильтра 26 и буферного усилителя 27 (фиг.5).The band-pass filter 24 (PF) consists of a series connection of a current-limiting
Полосовой фильтр 24 (ПФ) соединен с вихретоковым преобразователем 1 (ВТП) и схемой преобразования фазового отклика в амплитудный 9 (ФА) (фиг.1). Выход полосового фильтра 24 (ПФ) подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя 13 схемы преобразования фазового отклика в амплитудный 9 (ФА) (фиг.3).The band-pass filter 24 (PF) is connected to the eddy current transducer 1 (ECP) and a phase-to-amplitude-to-amplitude conversion circuit 9 (FA) (FIG. 1). The output of the bandpass filter 24 (PF) is connected to the non-inverting input of the
Вихретоковый преобразователь 1 (ВТП) имеет электромагнитную связь с коллектором электрической машины 28 (КЭМ) (фиг.1).Eddy current transducer 1 (VTP) has an electromagnetic coupling with the collector of an electric machine 28 (KEM) (Fig. 1).
Буферный усилитель 7 (БУ) может быть выполнен на операционном усилителе LM318, включенном по дифференциальной схеме, к входам которой подключен токозадающий резистор. Первый амплитудный детектор 8 (АД1) собран как последовательное соединение масштабного усилителя, выполненного на базе операционного усилителя LM318, токоограничивающего резистора и несимметричного удвоителя напряжения первого рода, собранного из керамических конденсаторов и быстродействующих диодов [http://www.cqham.ru/uu1.htm]. Второй амплитудный детектор 14 (АД2) может быть выполнен как последовательное соединение токоограничивающего резистора и несимметричного удвоителя напряжения первого рода, собранного из керамических конденсаторов и быстродействующих диодов [http://www.cqham.ru/uu1.htm]. Выходные дифференциальные усилители 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2) могут быть выполнены на инструментальном операционном усилителе AD622. В качестве микроконтроллера 20 (МК) может быть выбран микроконтроллер Atmega8. В качестве регистратора 21 (Р) может быть осциллограф или быстродействующий АЦП для последующей обработки. Преобразователь уровней 23 (ПУ) может быть выполнен на базе микросхемы МАХ232.The buffer amplifier 7 (BU) can be performed on the operational amplifier LM318, included in the differential circuit, to the inputs of which a current-sensing resistor is connected. The first amplitude detector 8 (AD1) is assembled as a serial connection of a large-scale amplifier based on the LM318 operational amplifier, a current-limiting resistor, and an asymmetric voltage doubler of the first kind, assembled from ceramic capacitors and high-speed diodes [http://www.cqham.ru/uu1. htm]. The second amplitude detector 14 (AD2) can be performed as a series connection of a current-limiting resistor and an asymmetric voltage doubler of the first kind, assembled from ceramic capacitors and high-speed diodes [http://www.cqham.ru/uu1.htm]. The output differential amplifiers 15 (VDU1) and 16 (VDU2) can be performed on the instrument operational amplifier AD622. An Atmega8 microcontroller may be selected as the microcontroller 20 (MK). As the recorder 21 (P) can be an oscilloscope or a high-speed ADC for subsequent processing. The level converter 23 (PU) can be performed on the basis of the MAX232 chip.
В качестве дифференциальных усилителей 2 и 13 (фиг.2, 3) может быть выбран прецизионный быстродействующий операционный усилитель ОР37, включенный по дифференциальной схеме.As
Детектор нуля 10 (фиг.3) может быть выполнен на базе операционного AD8021 усилителя без введенной обратной связи.The zero detector 10 (figure 3) can be performed on the basis of the operational AD8021 amplifier without feedback.
В качестве цифровых потенциометров 18, 19 (фиг.4) могут быть использованы микросхемы AD7376.As
Буферный усилитель 27 (фиг.5) может быть выполнен на базе высокоскоростного буфера BUF634.The buffer amplifier 27 (Fig. 5) can be made on the basis of the high-speed buffer BUF634.
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии микроконтроллер 20 (МК) (фиг.1) выдает переменный прямоугольный сигнал частоты возбуждения вихретокового преобразователя 1 (ВТП). Этот сигнал подается на полосовой фильтр 24 (ПФ), где выделяется его основная гармоника, соответствующая частоте возбуждения вихретокового преобразователя 1 (ВТП). Далее отфильтрованный сигнал поступает в вихретоковый преобразователь 1 (ВТП). При условии отсутствия коллектора электрической машины 28 (КЭМ) в зоне действия измерительной катушки 3 (фиг.2) плечи моста вихретокового преобразователя 1 (ВТП) будут сбалансированы, и на его выходе будет близкий к нулю сигнал в связи с неабсолютной идентичностью плечей моста. При взаимодействии вихретокового преобразователя 1 (ВТП) (фиг.1) с коллектором электрической машины 28 (КЭМ) плечи моста выходят из баланса, при этом изменяется выходной сигнал вихретокового преобразователя 1 (ВТП) по амплитудной величине и величине фазового сдвига относительно входного сигнала. Степень выхода плечей из баланса зависит от расстояния между вихретоковым преобразователем 1 (ВТП) и коллектором электрической машины 28 (КЭМ), от физических свойств пластин коллектора электрической машины 28 (КЭМ). Сигнал рассогласования усиливается усилителем 2 (фиг.2) вихретокового преобразователя 1 (ВТП) и поступает в буферный усилитель 7 (БУ) (фиг.1). Усиленный по току сигнал поступает в первый амплитудный детектор 8 (АД1) для определения амплитудного отклика и в схему преобразования фазового отклика в амплитудный 9 (ФА) для определения фазового отклика. В схеме преобразования фазового отклика в амплитудный 9 (ФА) (фиг.3) входной сигнал с буферного усилителя 7 (БУ) проходит через детектор нуля 10, где сигнал нормируется по амплитуде, сохраняя величину фазового сдвига. Затем этот сигнал проходит через токоограничивающий резистор 11 и полосовой LC-фильтр 12 с резонансной частотой, равной частоте возбуждения вихретокового преобразователя 1 (ВТП) (фиг.1). После прохождения полосового LC-фильтра 12 (фиг.3) из сигнала выделяется основная гармоника, поступающая на инвертирующий вход дифференциального усилителя 13. На неинвертирующий вход дифференциального усилителя 13 поступает сигнал с полосового фильтра 24 (ПФ) (фиг.1). При условии, что амплитуды выходных сигналов полосового фильтра 24 (ПФ) и полосового LC-фильтра 12 равны, амплитуда выходного сигнала дифференциального усилителя 13 будет определяться только величиной фазового сдвига между выходным сигналом вихретокового преобразователя 1 (ВТП) и сигналом с полосового фильтра 24 (ПФ), являющимся входным сигналом вихретокового преобразователя 1 (ВТП). После схемы преобразования фазового отклика в амплитудный 9 (ФА) сигнал поступает на второй амплитудный детектор 14 (АД2). После амплитудных детекторов 8 (АД1) и 14 (АД2) сигналы переменного тока, проходящие через них, преобразуются в сигналы постоянного тока. С амплитудных детекторов 8 (АД1) и 14 (АД2) сигналы поступают на инвертирующие входы выходных дифференциальных усилителей 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2) соответственно. Цифровые потенциометры 18, 19 (фиг.4) выходных дифференциальных усилителей 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2) управляются микроконтроллером 20 (МК) (фиг.1). Включение цифровых потенциометров позволяет изменять коэффициент усиления инструментальных усилителей и величину постоянной составляющей выходного сигнала выходных дифференциальных усилителей 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2). Выходные сигналы с выходных дифференциальных усилителей 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2) поступают на регистратор 21 (Р). Через преобразователь уровня 23 (ПУ) оцифрованные микроконтроллером 20 (МК) данные поступают в персональный компьютер 22 (ПК), по которым оператор может оценить необходимость изменения сопротивления цифровых потенциометров выходных дифференциальных усилителей 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2). Существует возможность изменять сопротивления цифровых потенциометров по команде с персонального компьютера 22 (ПК).The device operates as follows. In the initial state, the microcontroller 20 (MK) (figure 1) produces an alternating rectangular signal of the excitation frequency of the eddy current transducer 1 (ETC). This signal is fed to a band-pass filter 24 (PF), where its main harmonic, corresponding to the excitation frequency of the eddy current transducer 1 (ETC), is highlighted. Next, the filtered signal enters the eddy current transducer 1 (ECP). If the collector of the electric machine 28 (KEM) is absent in the range of the measuring coil 3 (Fig. 2), the arms of the bridge of the eddy current transducer 1 (ETC) will be balanced, and a signal close to zero will be output at the output due to the non-absolute identity of the arms of the bridge. When the eddy current transducer 1 (ETC) interacts (Fig. 1) with the collector of an electric machine 28 (CEM), the bridge arms are out of balance, and the output signal of the eddy current transducer 1 (ECP) changes in amplitude and phase shift relative to the input signal. The degree to which the shoulders go out of balance depends on the distance between the eddy current transducer 1 (ETC) and the collector of electric machine 28 (KEM), on the physical properties of the collector plates of electric machine 28 (KEM). The mismatch signal is amplified by the amplifier 2 (Fig. 2) of the eddy current transducer 1 (ECP) and enters the buffer amplifier 7 (CU) (Fig. 1). The current-amplified signal enters the first amplitude detector 8 (AD1) to determine the amplitude response and into the circuit for converting the phase response to amplitude 9 (FA) to determine the phase response. In the scheme for converting the phase response to amplitude 9 (FA) (Fig. 3), the input signal from the buffer amplifier 7 (BU) passes through a zero
По совокупности амплитудного и фазового отклика можно судить о расстоянии между вихретоковым преобразователем 1 (ВТП) и коллектором электрической машины 28 (КЭМ), а также о физических свойствах пластин коллектора, например, таких как удельная электрическая проводимость. При помощи цифровых потенциометров 18 и 19 (фиг.4) можно установить необходимый уровень постоянной составляющей, символизирующий отсутствие коллектора электрической машины 28 (КЭМ) в зоне контроля вихретокового преобразователем 1 (ВТП), максимальный уровень выходного сигнала выходных дифференциальных усилителей 15 (ВДУ1) и 16 (ВДУ2), соответствующий максимально возможному уровню для регистратора 21 (Р). По заранее снятым зависимостям расстояния между вихретоковым преобразователем 1 (ВТП) и различными коллекторами электрических машин 28 (КЭМ) с известными свойствами строят таблицы соответствия, которые в дальнейшем используют для определения электрической проводимости пластин коллектора и расстояния между вихретоковым преобразователем 1 (ВТП) и коллектором электрической машины 28 (КЭМ). Быстродействие предлагаемого устройства позволяет отрабатывать быстроменяющиеся взаимодействия между профилем коллектора электрических машин 28 (КЭМ) и вихретоковым преобразователем 1 (ВТП).By the combination of the amplitude and phase response, one can judge the distance between the eddy current transducer 1 (ETC) and the collector of the electric machine 28 (KEM), as well as the physical properties of the collector plates, for example, such as electrical conductivity. Using
Таким образом, предлагаемый объект позволяет проведение измерения микрогеометрии коллекторов электрических машин без их предварительной градуировки.Thus, the proposed facility allows the measurement of microgeometry of the collectors of electrical machines without their preliminary calibration.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010114379/28A RU2422767C1 (en) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | Roughness indicator to control electrical machine commutator micro geometry |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010114379/28A RU2422767C1 (en) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | Roughness indicator to control electrical machine commutator micro geometry |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2422767C1 true RU2422767C1 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010114379/28A RU2422767C1 (en) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | Roughness indicator to control electrical machine commutator micro geometry |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422767C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495522C2 (en) * | 2011-07-11 | 2013-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Buffer amplifier |
-
2010
- 2010-04-12 RU RU2010114379/28A patent/RU2422767C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495522C2 (en) * | 2011-07-11 | 2013-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Buffer amplifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106969825B (en) | Fan vibration monitoring system | |
CN103217349A (en) | High-speed motorized spindle dynamic and static rigidity testing device and high-speed motorized spindle dynamic and static rigidity testing method based on three-way electromagnetic force loading | |
Wang et al. | Design of ultrastable and high resolution eddy-current displacement sensor system | |
CN103245819B (en) | Magnetic excitation resonant piezoresistive cantilever beam is adopted to measure the method for DC current or DC voltage | |
CN104142431B (en) | Eddy current conductivity measuring sensor | |
CN111043946B (en) | Magnetic field interference noise test system for eddy current displacement sensor | |
CN211476993U (en) | Differential bridge type eddy current displacement sensor | |
CN109115868A (en) | A kind of depth of defect detection device and method based on impulse eddy current | |
CN102608528A (en) | Defect detection method and device for motors | |
Borges et al. | New contactless torque sensor based on the Hall effect | |
CN112834815A (en) | Fluxgate digital current sensor based on pulse amplitude detection method | |
CN202372625U (en) | Device for detecting defects of motor | |
CN108955863B (en) | Novel vibration frequency sensor system based on voltage multiplier | |
CN114018144A (en) | Sensor detection circuit and sensor detection method | |
RU2422767C1 (en) | Roughness indicator to control electrical machine commutator micro geometry | |
CN205826736U (en) | A kind of high accuracy single-turn cored structure formula electric current Online Transaction Processing | |
CN110568064A (en) | Resonant eddy current detection method and system for damage of carbon fiber composite material | |
CN107014406A (en) | A kind of autodyne fraction eddy current displacement sensor for magnetic levitation bearing system | |
CN102621508A (en) | Novel method for measuring magnetostriction coefficient | |
CN103278698A (en) | Device and method for measuring oriented silicon steel iron loss value | |
CN201096843Y (en) | Detection device for measuring metal conductivity instrument based on backset phase | |
CN216115843U (en) | Inductance type displacement detection device based on differential signal | |
Chao et al. | GMR based eddy current system for defect detection | |
JP6245183B2 (en) | Analog signal processing circuit, physical quantity measuring device and material testing machine | |
Babu et al. | A wide range planar coil based displacement sensor with high sensitivity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120413 |