SU1158876A1

SU1158876A1 - Device for measuring temperature of revolving objects

Info

Publication number: SU1158876A1
Application number: SU833592248A
Authority: SU
Inventors: Евгений Антонович Филимонов; Леонид Демьянович Иванов; Валерий Витальевич Павлов
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1983-05-19
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1985-05-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее термопары, укрепленные на вращающемс объекте и подключенные к подвижным обмоткам, размещенным на ферромагнитных сердечниках, укрепленньгх на том же объекте, проход щих при вращении через зазор неподвижного П-образного магнитопровода , измерительнь1й датчик в виде элемента Холла, помещенный в разрез П-образного магнитопровода, неподвижную дополнительную обмотку, регулируемый источник тока,. уснли тель, блок запоминани и сравнени , дифференциатор, ограничитель, триггер. генератор счетных импульсов с клиг чевым устройством, коммутатор с управл ющим счетчиком, счетчики измерительных импульсов, причем выход измерительного датчика через усилитель св зан с входами дифференциатора , выход которого через ограничитель соединен с одним входом тр иггера , и блока запоминани и сравнени , выход которого соединен с вторым входом триггер, выходы которого соединены соответственно с входами регулируемого источника тока, выход которого соединен с входом неподвижной обмотки, и генератора счетных импульсов, выход которого с помощью коммутатора подключен к счетчикам (Л измерительных импульсов, о т л и с чающеес тем, что, с целью повьшени надежности контрол температуры , и определени неисправной контролируемой точки, в него введены узел вьделени строб-импульса и блок формировани и делени импульел са, вход которого соединен с выходом Об 00 узла вьщелени строб-импульса,а выход - с управл клцим входом комму татора. СЬA DEVICE FOR MEASURING THE TEMPERATURE OF ROTATING OBJECTS, containing thermocouples mounted on a rotating object and connected to moving windings placed on a ferromagnetic core, mounted on a same object, passing through a layer of a layer of a cover. placed in the section of the U-shaped magnetic circuit, fixed additional winding, adjustable current source ,. asyntel, memory and comparison unit, differentiator, limiter, trigger. a counting pulse generator with a clipper, a switch with a control counter, metering pulse counters, the output of the measuring sensor through an amplifier connected to the inputs of a differentiator, the output of which through a limiter is connected to one input of a igger, and a memory and comparison unit whose output is connected with the second input trigger, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the regulated current source, the output of which is connected to the input of the fixed winding, and the generator of counting pulses, you One of which is connected to counters by means of a switch (L measuring pulses, so that, in order to increase the reliability of temperature control and determine the faulty monitored point, the gate gate and the pulse shaping and dividing unit are inserted into it Sa, whose input is connected to the output On 00 of the strobe-pulse node, and the output to the control input of the switch.

Description

1one

Изобретение относитс к температурньм измерени м и может быть использовано дл измерени температур вращанщихс объектов.The invention relates to temperature measurements and can be used to measure the temperatures of rotating objects.

Известно устройство дл измерени температуры вращающихс объектов, содержащее термопары, укрепленные на вращающемс объекте и подключенные к обмоткамJ размещенным на ферромагнитном сердечнике, укрепленном на том же объекте, проход щем при вращении через зазор П-образного неподвижного магнитопровода с измерительным датчиком в В1зде элемента Холла помещенном в разрезе магнитопровода, причем в рабочем зазоре магнитопровода установлена дополнительна неподвижна обмотка, аналогична подвижной, под1шюченна через ключ к регулирующему источни ку тока С XA device for measuring the temperature of rotating objects is known, which contains thermocouples mounted on a rotating object and connected to windings placed on a ferromagnetic core mounted on the same object passing through rotation through the gap of a U-shaped fixed magnetic core with a measuring sensor in the B1 of the Hall element placed in magnetic section, and in the working gap of the magnetic circuit, an additional stationary winding is installed, similar to a movable one, connected through a key to the regulating current source С X

Однако данное устройство не позвол ет получать информацию об нз мер емой температуре в цифровой форме.However, this device does not allow to obtain information on the measured temperature in digital form.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл измерени температур вращак цихс объектов, содержащее кроме указанных вьше элементов усилитель, соед;ииенный с устройство запоминани и сравнени и дифференциатором , выходы которого соединены с двум ограничител ми, триггер, выход которого соединен с входом генератора счетных импульсовс клнгчевым устройством выход которого через коммутатор соединен с одним из счетчиков измерительных импульсов , датчик числа оборотов, причем в качестве регулир уемого источника тока используетс генератор пилообразного тока, выход которого соединен с дополнительной неподвижной обмоткой, а вход соединен с вторым выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом второго ограничител , а второй вход - с выходом устройства заломинанн и сравнени , при этом управл кщий вход коммутатора соединен с выходом первого ограничител 23The closest to the proposed technical entity is a device for measuring the temperature of rotating objects with cues, which contains, in addition to the above elements, an amplifier connected with a memory and comparison device and a differentiator whose outputs are connected to two limiters, a trigger whose output is connected to the input the generator of counting pulses with a clamping device whose output through the switch is connected to one of the counters of the measuring pulses, the speed sensor, and as an adjustable the current source uses a sawtooth generator, the output of which is connected to the additional stationary winding, and the input is connected to the second output of the trigger, the first input of which is connected to the output of the second limiter, and the second input is connected to the output of the terminal and the control input is connected with the release of the first limiter 23

Недостаток известного устройства заключаетс в том, что в случае отказа чувствительного элемента какойлибо контролируемой точки тер етс соответствие номеров счетчиков измерительных импульсов и номеровA disadvantage of the known device is that in case of failure of the sensitive element of any controlled point, the numbers of the measuring pulse counters and the numbers

762762

контролируемых точек. Кроме того отсутствует возможность определени номера отказавшего чувствительного элемента.controlled points. In addition, there is no possibility of determining the number of the failed sensing element.

Цель изобретени - повышение надежности контрол температуры и определение неисправной контролируемой точки.The purpose of the invention is to improve the reliability of temperature control and the definition of a faulty control point.

Указанна цель достигаетс тем,This goal is achieved by

что в устройство, содержащее термопары , укрепленные на вращакндемс объекте и подключенные к подвижным обмоткам, размещенным на ферромагнитных сердечниках, укрепленных наthat in a device containing thermocouples, mounted on a rotating object and connected to moving windings placed on ferromagnetic cores, mounted on

том же объекте, проход щих при.вращении через зазор неподвижного П-образного магнитопровода, измерительный датчик в виде элемента Холла, помещенный в разрез П-образного магн-итопровода , неподвижную дополнительную обмотку, регулируемый источник тока, усилитель, блок запоминани и сравнени , дифференциатор, ограничитель, триггер, генераторthe same object passing through the gap through the motion of a fixed U-shaped magnetic circuit, a measuring sensor in the form of a Hall element placed in the section of a U-shaped magnet and duct, a fixed additional winding, an adjustable current source, an amplifier, a memory and comparison unit, a differentiator , limiter, trigger generator

счетных импульсов с ключевым устройством , коммутатор с управл ющим счетчиком, счетчики измерительных импульсов, лричем выход измерительного датчика через усилитель св занcounting pulses with a key device, a switch with a control counter, counters of measuring pulses, and the output of the measuring sensor through an amplifier are connected

с входами дифференциатора, выход которого через ограничитель соединен с одним входом триггера, и блока запоминани и сравнени , выход рого соединен с вторым входом триггера , выходы Которого соединены соответственно с входами регулируемого источника тока, выход которого соединен с входом неподвижной обмотки , и генератора счетных импульсов выход которого с помощью коммутатора подключен к счетчикам измерительных импульсов, введены узль вьделени строб-импульса и блок формировани и делени импульса,, вход которогоwith the inputs of the differentiator, the output of which is connected to one trigger input through the limiter, and the memory and comparison unit, the output is connected to the second trigger input, whose outputs are connected respectively to the inputs of the adjustable current source, the output of which is connected to the fixed winding input, and the generator of counting pulses the output of which by means of a switch is connected to counters of measuring pulses, a node of strobe-pulse fusion and a block of forming and dividing a pulse, whose input is entered

соединен с выходом узла вьщелени connected to the output of the node

S строб-импульса, а выход - с управл ющим входом коммутатора.S is a gate pulse, and the output is with the control input of the switch.

На чертеже представлена блоксхема устройства дл измерени текпёратуры вращающихс объектов.The drawing shows a block diagram of a device for measuring the texturing of rotating objects.

Устройство содержит термопары 1, укрепленные ка вращающемс объекте и подключенные к подвижным обмоткам бесконтактного токосъемника 2 инS дукторного типа, размещенным н ферромагнитных сердечниках, укрепленных на том же объекте, проход щих при вращении через зазор неподвижного П-образного магнит опровода это го токосъемника, измерительный датчек в виде элемента 3 Холла, помещенный в разрез П-образного магнито провода, дополнительную обмотку 4, узел 5 вьщелени строб-импульса, регулируемый источник 6 тока, усилитель 7, блок 8 запоминани и сравнени , дифференциатор 9, блок 10 формировани и делени импульса ограничитель 11, триггер 12, генератор 13 счетных импульсов с ключевым устройством, коммутатор 14с управл ющим счетчиком и счетчики 5 измерительных импульсов. Выход датчика 3 через усилитель соединен с входами дифференциатора и блок4 8. Выход дифференциатора 9 через ограничитель 11 соединен с одним из входов триггера 12, а выхо блока 8 - с вторым входом триггера. Выходы триггера 12 соединены соотве ственно с входами источника 6 и генератора 13- Выход источника 6 . подключен к неподвижной обмотке 4, а выход генератора 13 с помощью коммутатора 14 - к счетчикам 15. Устройство работает следук цим образом. При вращении объекта подвижные обмотки поочередно проход т через П-образный магнитопровод токосъемни ка 2. Так как через эти обмотки про ход т токи, пропорциональные напр жеиию , подаваемому термопарами 1, то при прохождении каждой обмотки в магнитопроводе по вл етс импульс магнитного потока, пропорциональный току в соответствук цей обмотке, а , значит и напр жению термопары 1.. Пр возникновении импульса магнитного потока на выходе элемента 3 Холла по вл етс импульс напр жени , который усиливаете импульсным усилителем 7 и подаетс на вход блока В запоминани и сравнени , где амплитуда импульса запоминаетс , и на вход дифференциатора 9. Строб-импульс узла 5, совмещенный во времен с измерительной опорной (например, первой) контролируемой точкой, поступает на вход блока iО, который формирует импульс, длительность ко торого равна периоду вращени объек та, и делит этот импульс на число импульсов, равное числу контролируе мых точек. Полученные импульсы поступают На управл ющий счетчик коммутатора 14, который подключает к выходу генератора 13 счетных импульсов счетчик 15 измерительных импульсов , соответствующий номеру термопары 1, подвижна обмотка которой в данный момент проходит через магнитопровод устройства 2. С приходом заднего фронта импульса на дифференциатор 9 последний вьщает со своего выхода импульс через ограничитель 11 на первый вход триггера 12, который перебрасываетс и выдает сигналы с одного выхода на ключевое устройство генератора 13 счетньпс импульсов, с выхода которого через коммутатор 14 поступают импульсы на соответствующий счетчик 15, а с другого выхода - на вход генердтора 6 пилообразного тока, с вьпсода которого линейно нарастающий ток поступает на дополнительную обмотку 4, от действи магнитного потока которого на выходе элемента 3 Холла по вл етс линейно нарастагацее напр жение, которое усиливаетс усилителем 7 и поступает на вход блока 8 запоминани и сравнени , где оно вычитаетс из амплитуды запомненного импульса, и в момент их равенства блок 6 выдает импульс на второй вход триггера 12, который перебрасьтаетс в исходное состо ние. Соответственно закрьшаетс ключевое устройство генератора 13 счетных импульсов, измерительные импульсы перестают поступать на вход счетчика 15 измерительных импульсов. Одновременно отключаетс генератор 6 пилообразного тока и внутри него включаетс схема приведени тока к нулю, Количество импульсов , сосчитанных счетчиком с момента начала развертки пилообразного напр жени на входе блока 8 запоминани и сравнени до момента равенства с амплитудой запомненного сигнала , однозначно характеризует величину передаваемого напр жени , а следовательно , и измер емую температуру. С приходом следующего измерительного импульса от другой вращающейс обмотки все процессы повтор ютс и т.д. Если по какой-либо причине произййдет отказ чувствительного элемента (например, второй контролируемой точки) устройства 2 и на выходе элемента 3 Холла будет отсутствоватьThe device contains thermocouples 1, fixed by a rotating object and connected to movable windings of a contactless current collector 2 insulator type placed on ferromagnetic cores mounted on the same object, passing through rotation through the gap of a fixed U-shaped magnet of this current collector, measuring sensor in the form of Hall element 3, placed in the section of the U-shaped magnetic wire, additional winding 4, gate gate section 5, adjustable current source 6, amplifier 7, memory unit 8 and comparison, differentiator 9, block 10 for forming and dividing a pulse limiter 11, trigger 12, a generator 13 of counting pulses with a key device, a switch 14c control meter and counters 5 measuring pulses. The output of the sensor 3 through the amplifier is connected to the inputs of the differentiator and block4 8. The output of the differentiator 9 is connected to one of the inputs of the trigger 12 via the limiter 11, and the output of the block 8 to the second input of the trigger. The outputs of the trigger 12 are connected respectively to the inputs of the source 6 and the generator 13- The output of the source 6. connected to the fixed winding 4, and the output of the generator 13 using the switch 14 to the counters 15. The device works in the following way. When the object rotates, the moving windings alternately pass through the U-shaped magnetic circuit of current collector 2. Since the currents passing through these windings are proportional to the voltage supplied by thermocouples 1, a pulse of magnetic flux appears when each winding passes through the magnetic core and is proportional to current in the corresponding winding, and, therefore, the voltage of thermocouple 1 .. When a magnetic flux pulse appears, a voltage pulse appears at the output of Hall element 3, which is amplified by pulse amplifier 7 and is applied to the input of the block B is memorized and compared, where the pulse amplitude is memorized, and to the input of the differentiator 9. The gate-pulse of the node 5, combined in time with the measuring reference (for example, the first) controlled point, is fed to the input of the block iО, which generates a pulse, the duration second, is equal to the period of rotation of the object, and divides this pulse by the number of pulses equal to the number of controlled points. The received pulses go to the control counter of the switch 14, which connects to the generator output 13 of the counting pulses a counter 15 measuring pulses corresponding to the number of thermocouple 1, the movable winding of which currently passes through the magnetic circuit of the device 2. With the arrival of the falling edge of the pulse to the differentiator 9, the latter from its output, a pulse through the limiter 11 to the first input of the trigger 12, which is transferred and outputs signals from one output to the key device of the oscillator 13 count pulse From the output of which, via the switch 14, pulses go to the corresponding counter 15, and from another output - to the input of the generator 6 of the sawtooth current, from which the linearly increasing current flows to the additional winding 4, from the effect of the magnetic flux of which the output of the Hall element 3 is is a linearly higher voltage, which is amplified by amplifier 7 and is fed to the input of memory and comparison unit 8, where it is subtracted from the amplitude of the stored pulse, and at the moment of their equality, unit 6 outputs a pulse to the second input trigger 12, which is reset to the home state. Accordingly, the key device of the generator 13 of counting pulses is closed, the measuring pulses no longer arrive at the input of the counter 15 measuring pulses. At the same time, the sawtooth current generator 6 is turned off and the current to zero is turned on inside it. The number of pulses counted by the counter from the moment sweep of the sawtooth begins at the input of the memory unit 8 and compared to the amplitude of the stored signal equals the value of the transmitted voltage and therefore, the measured temperature. With the arrival of the next measuring pulse from another rotating winding, all processes are repeated, etc. If, for any reason, a sensitive element fails (for example, the second controlled point) of device 2 and the output of Hall element 3 will be absent

Claims

DEVICE FOR MEASURING THE TEMPERATURE OF ROTATING OBJECTS, containing thermocouples mounted on a rotating object and connected to movable windings placed on ferromagnetic cores mounted on the same object, passing through the gap of a stationary U-shaped magnetic circuit, a measuring sensor in the form of a Hall element into the section of a U-shaped magnetic circuit, a fixed additional winding, an adjustable current source, an amplifier, a memory and comparison unit, a differentiator, a limiter, a trigger p, a counter pulse generator with a key device, a switch with a control counter, measuring pulse counters, the output of the measuring sensor through an amplifier connected to the inputs of the differentiator, the output of which is connected through a limiter to one input of the trigger, and the storage and comparison unit, the output of which is connected to the second trigger input, the outputs of which are connected respectively to the inputs of an adjustable current source, the output of which is connected to the input of a stationary winding, and a counting pulse generator, the output is cerned via switch connected to the counters measuring pulses, characterized in that, in order to increase the reliability of temperature control. and determination of a faulty controlled point, a strobe-pulse extraction unit and a pulse generation and division unit are introduced into it, the input of which is connected to the output of the strobe-pulse allocation unit, and the output to the control input of the switch.

., SU „„ 1158876