RU2620777C2 - Устройство для измерения угла вращения - Google Patents

Устройство для измерения угла вращения Download PDF

Info

Publication number
RU2620777C2
RU2620777C2 RU2015145966A RU2015145966A RU2620777C2 RU 2620777 C2 RU2620777 C2 RU 2620777C2 RU 2015145966 A RU2015145966 A RU 2015145966A RU 2015145966 A RU2015145966 A RU 2015145966A RU 2620777 C2 RU2620777 C2 RU 2620777C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotation
converter
electrical signal
frequency
varactor
Prior art date
Application number
RU2015145966A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015145966A (ru
Inventor
Гурам Николаевич Ахобадзе
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2015145966A priority Critical patent/RU2620777C2/ru
Publication of RU2015145966A publication Critical patent/RU2015145966A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2620777C2 publication Critical patent/RU2620777C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области измерительной и информационной техники. Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение процедуры измерения угла вращения. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения угла вращения, содержащее исследуемый объект, источник излучения и частотомер, введены первый и второй блоки питания, преобразователь вращения в электрический сигнал, включающий в себя сельсин-датчик и сельсин-приемник, преобразователь напряжения, в качестве источника излучения используется микроволновой генератор с варакторной перестройкой частоты, причем вход преобразователя вращения в электрический сигнал подключен к первому блоку питания, выход преобразователя вращения в электрический сигнал через преобразователь напряжения соединен с варактором микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты, вход питания микроволнового генератора подключен к второму блоку питания, выход микроволнового генератора соединен с входом частотомера, ротор сельсина-датчика преобразователя вращения в электрический сигнал жестко скрепляется с исследуемым объектом. 1 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.
Известна установка для изучения вращательного движения (см. RU 2104585 С1, 10.02.1998), которая содержит диск из диамагнетика с отверстиями по периферии и с ферромагнитным стержнем в центре, подвешенный к магниту с ферромагнитным сердечником, и установленные вблизи индукционный движитель и оптический датчик, подключенный к регистрирующему устройству, а также осесимметричное тело с возможностью установки на диске. Индукционный движитель представляет собой П-образный сердечник с тремя обмотками, две из которых намотаны во взаимопротивоположных направлениях и соединены с переключателем направления вращения. В качестве регистрирующего устройства может использоваться частотомер, состоящий из генератора, ключевого устройства и счетчика импульсов.
На базе этой установки, применяемой при проведении лабораторных работ, по показаниям счетчика импульсов можно определить угловую скорость вращения, угол поворота вращения диска и другие параметры вращательного движения.
Недостатком этой установки является температурная погрешность, связанная с изменением активного сопротивления обмотки индукционного движителя.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятое автором за прототип устройство для измерения параметров вращающего вала (см. SU 1613936 А1, 15.12.1990). Данное устройство содержит СВЧ-генератор, приемник, передающую антенну, приемную антенну, вращающийся вал, металлический диск с зубьями, жестко закрепленный на валу, спектроанализатор и частотомер. Здесь определенным образом подбираются и рассчитываются геометрические размеры диска и его зубьев, что позволяет получить измеряемую частоту, кратную угловой скорости вращения вала. О величине биений вала судят по соотношению гармоник спектра выходного сигнала, а угловую скорость вращения вала и ее сигнальность определяют по частоте выходного сигнала.
Недостатком этого известного устройства можно считать сложность процедуры измерения, связанную со спектральным анализом гармоник информационного выходного сигнала приемника.
Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение процедуры измерения угла вращения.
Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения угла вращения, содержащее исследуемый объект, источник излучения и частотомер, введены первый и второй блоки питания, преобразователь вращения в электрический сигнал, включающий в себя сельсин-датчик и сельсин-приемник, преобразователь напряжения, в качестве источника излучения используется микроволновой генератор с варакторной перестройкой частоты, причем вход преобразователя вращения в электрический сигнал подключен к первому блоку питания, выход преобразователя вращения в электрический сигнал через преобразователь напряжения соединен с варактором микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты, вход питания микроволнового генератора подключен ко второму блоку питания, выход микроволнового генератора соединен с входом частотомера, ротор сельсина-датчика преобразователя вращения в электрический сигнал жестко скрепляется с исследуемым объектом.
Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, преобразование вращательного движения вала силового цилиндра в частоту через выходное напряжение преобразователя вращения в электрический сигнал дает возможность измерить угол вращения частотой генератора с варакторной перестройкой частоты.
Наличие в заявляемом способе совокупности перечисленных существующих признаков позволяет решить задачу измерения угла вращения на основе измерения частоты генератора с варакторной перестройкой частоты с желаемым техническим результатом, т.е. с упрощением процедуры измерения угла вращения.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.
Данное устройство содержит исследуемый объект 1, соединенный жестко с преобразователем вращения в электрический сигнал 2, первый блок питания 3, преобразователь напряжения 4, генератор с варакторной перестройкой частоты 5, второй блок питания 6 и частотомер 7.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В данном техническом решении рассматривается вопрос определения угла поворота, например, силового цилиндра вращательного движения (исследуемый объект 1), поршень которого при изменении давления рабочей среды в цилиндре перемещается вправо или влево. В силу этого связанный с поршнем выходной вал цилиндра поворачивается на определенный угол, величину которого требуется вычислить. Для этого выходной вал силового цилиндра жестко закрепляется с ротором сельсина-датчика преобразователя вращения в электрический сигнал 2. Сельсин-датчик и сельсин-приемник, образующие в данном случае преобразователь вращения в электрический сигнал, как известно, представляют собой устройства, имеющие ротор с обмоткой и статоры с обмотками и могут работать в индикаторном и трансформаторном режимах. В данном техническом решении используют неполный трансформаторный режим сельсинов. Согласно этому режиму соответствующие обмотки статора сельсина-датчика соединяют с соответствующими обмотками статора сельсина-приемника, а на обмотку ротора сельсина-датчика (вход преобразователя вращения в электрический сигнал) подают переменное напряжение с первого блока питания 3. При повороте ротора сельсина-датчика из-за перемещения выходного вала силового цилиндра в обмотке сельсина-приемника (выход преобразователя вращения в электрический сигнал) наводится электродвижущая сила, пропорциональная углу поворота ротора сельсина-датчика. После этого в цепи «обмотка сельсина-приемника и преобразователь напряжения 4» возникает напряжение, которое после выпрямления в преобразователе напряжения поступает на варактор генератора с варакторной перестройкой частоты 5. Предварительно для генерации микроволновых колебаний указанным генератором на его вход питания подают постоянное напряжение с выхода второго блока питания 6. Как известно, генераторы с варакторной перестройкой частоты при подаче на их варакторный вход постоянного напряжения могут перестраиваться по частоте. Следовательно, посредством изменения выходного напряжения преобразователя напряжения 4 можно перестроить генерируемую данным генератором частоту. Для измерения частоты генератора сигнал с его выхода подают на вход частотомера 7, где можно по частоте получить информацию о величине поворота вала силового цилиндра. Отсюда следует, что об изменении угла вращения вала силового цилиндра можно судить по изменению частоты генератора с варакторной перестройкой частоты. Одним из преимуществ предлагаемого устройства по сравнению с прототипом можно считать возможность без сложного схемного решения передавать информацию об угле вращения дистанционно на расстояние.
Таким образом, в данном изобретении на основе использования свойств сельсина-датчика, сельсина-приемника и генератора с варакторной перестройкой частоты можно обеспечить упрощение процедуры измерения угла вращения.

Claims (1)

  1. Устройство для измерения угла вращения, характеризующееся тем, что содержит источник излучения и частотомер, первый и второй блоки питания, преобразователь вращения в электрический сигнал, включающий в себя сельсин-датчик и сельсин-приемник, преобразователь напряжения, при этом в качестве источника излучения используется микроволновой генератор с варакторной перестройкой частоты, причем вход преобразователя вращения в электрический сигнал подключен к первому блоку питания, выход преобразователя вращения в электрический сигнал через преобразователь напряжения соединен с варактором микроволнового генератора с варакторной перестройкой частоты, вход питания микроволнового генератора подключен ко второму блоку питания, выход микроволнового генератора соединен с входом частотомера, ротор сельсина-датчика преобразователя вращения в электрический сигнал жестко скрепляется с исследуемым объектом.
RU2015145966A 2015-10-27 2015-10-27 Устройство для измерения угла вращения RU2620777C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145966A RU2620777C2 (ru) 2015-10-27 2015-10-27 Устройство для измерения угла вращения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145966A RU2620777C2 (ru) 2015-10-27 2015-10-27 Устройство для измерения угла вращения

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015145966A RU2015145966A (ru) 2017-05-04
RU2620777C2 true RU2620777C2 (ru) 2017-05-29

Family

ID=58698047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015145966A RU2620777C2 (ru) 2015-10-27 2015-10-27 Устройство для измерения угла вращения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620777C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654919C1 (ru) * 2017-07-21 2018-05-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Устройство для измерения оборотов диска индукционного счетчика

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU676869A1 (ru) * 1978-03-13 1979-07-30 Предприятие П/Я А-7340 Преобразователь угла поворота вала сельсина в напр жение посто нного тока
US4268819A (en) * 1978-05-15 1981-05-19 Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha Synchro motor type instrument
SU1550197A1 (ru) * 1988-05-16 1990-03-15 Ульяновский Научно-Исследовательский Филиал Научно-Производственного Объединения "Авторемонт" Автоматический стенд дл обкатки двигателей внутреннего сгорани
US4994799A (en) * 1988-09-24 1991-02-19 Vdo Adolf Schindling Ag System for the electrical transmission of an angular position
SU1840567A1 (ru) * 1983-05-03 2007-08-27 Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники Преобразователь угла поворота вала в напряжение
RU2327222C1 (ru) * 2007-03-01 2008-06-20 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" Преобразователь угла поворота вала в электрический информационный сигнал
RU2492419C1 (ru) * 2012-03-16 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Устройство для измерения угла поворота

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU676869A1 (ru) * 1978-03-13 1979-07-30 Предприятие П/Я А-7340 Преобразователь угла поворота вала сельсина в напр жение посто нного тока
US4268819A (en) * 1978-05-15 1981-05-19 Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha Synchro motor type instrument
SU1840567A1 (ru) * 1983-05-03 2007-08-27 Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники Преобразователь угла поворота вала в напряжение
SU1550197A1 (ru) * 1988-05-16 1990-03-15 Ульяновский Научно-Исследовательский Филиал Научно-Производственного Объединения "Авторемонт" Автоматический стенд дл обкатки двигателей внутреннего сгорани
US4994799A (en) * 1988-09-24 1991-02-19 Vdo Adolf Schindling Ag System for the electrical transmission of an angular position
RU2327222C1 (ru) * 2007-03-01 2008-06-20 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" Преобразователь угла поворота вала в электрический информационный сигнал
RU2492419C1 (ru) * 2012-03-16 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Устройство для измерения угла поворота

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654919C1 (ru) * 2017-07-21 2018-05-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Устройство для измерения оборотов диска индукционного счетчика

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015145966A (ru) 2017-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Romary et al. Electrical machines fault diagnosis by stray flux analysis
RU2711716C2 (ru) Способ и устройство для динамической балансировки вращающегося тела
CN101345455B (zh) 带有转子温度测量端子电机的转子温度在线测量装置
CN102047084B (zh) 用于监测电机的方法
CN1646936A (zh) 距离测量方法和用于所述方法的装置
RU2620777C2 (ru) Устройство для измерения угла вращения
JP2016065789A (ja) モータの効率測定方法
Barański New vibration diagnostic method of PM generators and traction motors-detecting of vibrations caused by unbalance
RU2421760C1 (ru) Устройство для каротажных электромагнитных сканирующих зондирований
Melecio et al. Characterisation of FBG based magnetic field sensor response sensitivity to excitation orientation for rotating electric machine applications
CN107070356A (zh) 一种变频电机高次谐波振动转矩的测量装置
CN108426635B (zh) 一种高频扭振发生装置及控制方法
RU84550U1 (ru) Устройство для измерения крутящего момента
US11831261B2 (en) Method and device for calibrating a controller of an electric machine
CN107246945B (zh) 一种动态扭转振动传递函数的测量系统
Li et al. Disturbance modeling, simulation and testing of solar array drive assembly
JPH1068654A (ja) 回転翼の振動計測装置
JP2021009147A (ja) レゾルバセンサの有効ピークを取得する方法およびそのための装置
Fiorucci et al. Variable speed drive characterization: review of measurement techniques and future trends
Kimpián et al. Multiphase multisine signals–Theory and practice
RU2482471C1 (ru) Способ вихретокового контроля
RU2693740C1 (ru) Вихретоковый измеритель
RU2523044C1 (ru) Система и способ определения характеристик крутильных колебаний вращающегося вала
KR20130106559A (ko) 변위센서 및 변위센서의 측정오차 보상방법
Wassin et al. Polarization based optical fibre sensor for real-time vibration monitoring in renewable energy wind turbines

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201028