SU1328673A1

SU1328673A1 - Device for measuring dynamic parameters of elements of revolving objects

Info

Publication number: SU1328673A1
Application number: SU864016258A
Authority: SU
Inventors: Юрий Васильевич Швецов; Сергей Сергеевич Торопов; Валентин Федорович Проценко; Андрей Викторович Губин
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1986-01-30
Filing date: 1986-01-30
Publication date: 1987-08-07

Abstract

Изобретение может быть использовано дл измерени динамических параметров (давлени , деформаций) элементов вращающихс объектов - роторов , электрических машин, газотурбинных двигателей. Устройство дл измерени содержит усилители 1, 13, 15 посто нного тока, генератор 2, тен- зорезистор 3, регистрирующий блок 4,. питающий токосъемник 5 трансформаторного типа, подвижные обмотки 6, .10, первичную обмотку 7, обмотку 8 обратной св зи, передающий токосъемник 9 трансформаторного типа, неподвижную и компенсирующую обмотки 11 и 12 соответственно, вращающтцЧс объект 14, резистор 16, Изобретение повышает точность измерени за счет исключени вли ни температурной зависимости активного сопротивлени цепи компенсирующей обмотки, 1 ил, pQ ГО О5 1 &amp;0 1The invention can be used to measure dynamic parameters (pressure, deformations) of the elements of rotating objects — rotors, electrical machines, gas turbine engines. The measuring device comprises amplifiers 1, 13, 15 DC, generator 2, tensor 3, recording unit 4 ,. transformer-type current collector 5, movable windings 6, .10, primary winding 7, feedback winding 8, transmitting transformer-type current collector 9, fixed and compensating windings 11 and 12, respectively, rotating object 14, resistor 16. The invention improves the measurement accuracy by eliminating the influence of the temperature dependence of the active resistance of the compensating winding circuit, 1 sludge, pQ GO O5 1 & 0 1

Description

Изобретение относитс к информационно-измерительной технике и может быть использовано дл измерени динамических параметров (давлени , де- формашй) элементов вращающихс объектов - роторов электрических ма- ШИН.5 газотурбинных двигателей и т.п Цель изобретени состоит в повышении точности измерени за счет исключени вли ни температурной зависимости активного сопротивлени цепи компенсирующей обмотки.The invention relates to the information-measuring technique and can be used to measure the dynamic parameters (pressure, deformation) of the elements of rotating objects - electric machine rotors, 5 gas turbine engines, etc. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating nor the temperature dependence of the active resistance of the compensating winding circuit.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство дл измерени динамических параметров элементов вращающихс объектов содержит первый усилитель 1 посто нного тока, генератор 2 (пр моугольного напр жени ), тензорезистор 3, регистрирующий блок 4, питаюищй токосъемник 5 трансформаторного типа, содержаи ий первую подвижную обмотку 6, а также первичную обмотку 7 и обмотку 8 обратной св зи, начала которых соединены между собой, конец первичной обмотки 7 соединен с общим проводом, а конец обмотки 8 обратной св зи - с входом первого усилител 1 посто нного тока к выходу которого подключен генератор 2 пр моугольного напр жени , выход последнего соединен с объединенными выводами первичной обмотки 7 и обмотки 8 обратной св зи, передающий токосъемник 9 трансформаторного типа содержащий вторую подвижную обмотку 10, а также неподвижную обмотку 11 и компенсирующую обмотку 12, второй усилитель 13 посто нного тока причем конец неподвижной обмотки 11 и начало.компенсирующей обмотки 12 соединены с общим проводом, а начало неподвижной обмотки 11 подключено к входу второго усилител 13 посто нного тока, вьрсод которого соединен с концом компенсирующей обмотки 12, перва подвижна обмотка 6 и втора подви}1:на обмотка 10 соединены пос- ледовател ьно с тензорезистором 3, расположенным на вращающемс объекте 14, и образуют замкнутый контур, третий усилитель 15 посто нного тока и резистор 16, один конец которого соединен с началом .компенсирующей обмотки 12 и инвертируюищм входом третьего усилител 15 посто нного тока, другой - с выходом этого усилител и регистрирующим блоком .4, при этомA device for measuring the dynamic parameters of rotating object elements comprises a first DC amplifier 1, a generator 2 (rectangular voltage), a strain gauge 3, a recording unit 4, a transformer-type current collector 5 containing the first moving winding 6, as well as the primary winding 7 and the feedback winding 8, the beginnings of which are interconnected, the end of the primary winding 7 is connected to the common wire, and the end of the feedback winding 8 is connected to the input of the first direct current amplifier 1 to the output of which A generator of rectangular voltage 2, the output of the latter is connected to the combined terminals of the primary winding 7 and feedback winding 8, transmitting a transformer-type current collector 9 containing a second moving winding 10, as well as a fixed winding 11 and a compensating winding 12, the second permanent amplifier 13 current and the end of the fixed winding 11 and the beginning of the compensating winding 12 is connected to the common wire, and the beginning of the fixed winding 11 is connected to the input of the second DC amplifier 13, the spring of which is connected to the end com compensating winding 12, the first movable winding 6 and the second sub} 1: on the winding 10 are connected successively to the strain gauge 3, located on the rotating object 14, and form a closed loop, the third amplifier 15 DC and resistor 16, one end which is connected to the beginning of the compensating winding 12 and the inverter input of the third DC amplifier 15, the other to the output of this amplifier and the recording unit .4, while

неинвертирующий вход третьего усилител 15 посто нного тока соединен с общим проводом.the non-inverting input of the third DC amplifier 15 is connected to the common wire.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Генератор 2 пр моугольного напр жени , нагр гженный на первичную обмотку 7, вызывает в ней ток. ОбмоткиA rectangular voltage generator 2, which is connected to the primary winding 7, induces a current in it. Windings

7 и В намотаны бифил рно, имеют разные числа витков. В св зи с этим на.п- р жение обратной св зи, подаваемое па вход первого усилител 1 посто нного тока, всегда равно падению напр жени на распределенном активном сопротивлении первичной обмотки 7. Первый усилитель 1 посто нного тока имеет единичный коэффициент усилени по напр жению. Напр жение на его7 and B are wound bifilno, have different numbers of turns. In connection with this, the feedback voltage applied to the input of the first DC amplifier 1 is always equal to the voltage drop on the distributed active resistance of the primary winding 7. The first DC amplifier 1 has a single gain factor for voltage. to life. Voltage on it

выходе равно входному, а в контуре, образованном генератором 2 пр моугольного напр жени , первичной обмоткой 7 и выходом первого усилител 1 посто нного тока, происходит взаимна компенсаци двух напр жений - падени напр жени па распределенном активном сопротивлении первичной обмотки 7 и напр жени на выходе первого усилител 1 посто нного тока.the output is equal to the input, and in the circuit formed by the rectangular voltage generator 2, the primary winding 7 and the output of the first DC amplifier 1, the two voltages are mutually compensated - the voltage drop across the distributed active resistance of the primary winding 7 and the output voltage the first amplifier 1 is direct current.

При достаточно малом внутреннем сопротивлении генератора 2 пр моугольного напр жени ток первичной обмотки 7 линеен в пределах каждого полупериода, а напр жение, индуктируемое в первой подвижной обмотке 6, повтор ет по форме напр жение генератора 2 пр моугольного напр жени . Длительность периода следов ани пр моугольного напр жени выбираетс заведомо больше длительности периода низшей граничной частоты контролиру- емог о частотного диапазона динамического параметра.With a sufficiently small internal resistance of the generator 2 rectangular voltage, the primary current of the primary winding 7 is linear within each half-period, and the voltage induced in the first movable winding 6 repeats in form the voltage of the rectangular voltage generator 2. The length of the period of trace voltage of the rectangular voltage is chosen to be obviously greater than the duration of the period of the lower cut-off frequency controlled by the frequency range of the dynamic parameter.

Ток, возникающий в контуре, образованном первой и второй подвижными обмоткаг М 6 и 10 и тензорезистором 3, ищгуктирует напр жение в неподвижкой обмотке 11, которое поступает на вход второго (пеинвертирующего) усилител 13 посто нного тока, имеющего коэффициент усилени , значительно больший единип,ы. Напр жение, возникающее на выходе второго усилител 13 посто нного тока, вызывает ток в компенсиующей обмотке 12. При указанной разетке концов обмоток 11 и 12 магнитный поток, создаваемый током в обмотке 115 направлен встречно магнитномуThe current arising in the circuit formed by the first and second movable windings M 6 and 10 and the resistance strain gage 3, detects the voltage in the fixed winding 11, which is fed to the input of the second (reinverting) DC amplifier 13, having a gain factor much greater than unity, s. The voltage that occurs at the output of the second amplifier 13 DC causes a current in the compensating winding 12. At the specified outlet of the ends of the windings 11 and 12, the magnetic flux generated by the current in the winding 115 is directed oppositely to the magnetic

потоку, создаваемому током в компенсирующей обмотке 12, и магнитному потоку , создаваемому током во второй подвижной обмотке 10, При достаточно большом коэффициенте усилени по напр жению второго усилител 13 посто нного тока происходит практически полна взаимна компенсаци этих потоков . Таким образом, ток обмотки 12 точно соответствует току обмотки 10.The current created by the current in the compensating winding 12 and the magnetic flux created by the current in the second moving winding 10. With a sufficiently high gain factor for the voltage of the second direct current amplifier 13, these currents are almost fully compensated. Thus, the current of the winding 12 exactly corresponds to the current of the winding 10.

Воздействие контролируемого динамического параметра на тензорезис- тор 3 вызывает модул цию протекающего по нему тока, а следовательно, тока компенсирующей обмотки 12, который подлежит регистрации.The impact of the controlled dynamic parameter on the strain retardant 3 causes the modulation of the current flowing through it, and hence the current of the compensating winding 12, which is subject to registration.

Поскольку конец компенсирующей обмотки 12 подключен к выходу второгоSince the end of the compensating winding 12 is connected to the output of the second

усилител 13 посто нного тока, выход-20с входом первого усилител посто нноной ток которого определ етс соотно-го тока, к выходу которого подключенDC amplifier 13, output-20c by input of the first DC amplifier whose current is determined by the ratio of the current to which output is connected

шением числа витков второй подвижнойгенератор, выход которого соединен сthe number of turns of the second mobile generator, the output of which is connected to

обмотки 10 и компенсирующей обмоткиобъединенными выводами первичной об12 , ток, протекаюш исй в компенсирующей обмотке 12, не зависит от темпе- 25 редающий токосъемник трансформатор- ратурного изменени активного сопро- ного типа, содержщий неподвижную тивлени в ее цепи. В точке соедине- и компенсирующую обмотки, а также ни начала компенсирующей обмотки 12. вторую подвижную обмотку, первый вы- и одного конца дополнительного ре- вод которой соединен с первым выво- зистора 16 с инвертирующим входом 30 дом тензорезистора, второй вывод ко- третьего усилител 15 посто нного то- торого соединен с первым выводом ка при достаточно большом коэффициенте усилени потенциал инвертирующего входа близок к нулю (виртуальный ноль), следовательно, входной ток полностью протекает через резистор 16 создава в нем регистрируемое паде35The winding 10 and the compensating winding are connected by the combined leads of the primary winding 12, the current flowing in the compensating winding 12 does not depend on the tempering current transformer change of the active corresponding type, which is fixed in its circuit. At the point of connecting and compensating windings, as well as the beginning of the compensating winding 12. The second movable winding, the first output and one end of the additional wire of which is connected to the first output transducer 16 with the inverting input 30 house of the strain gage, the second output of the co the constant current amplifier 15 is connected to the first terminal with a sufficiently large gain factor; the potential of the inverting input is close to zero (virtual zero), therefore, the input current flows through the resistor 16 completely creating in it the recorded pape35

первой подвижной обмотки, второй вывод которой соединен с вторым выводом второй подвижной обмотки, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , в него дополнительно введены третий усилитель посто нного тока и резистор , первый выход которого соединенThe first movable winding, the second output of which is connected to the second output of the second movable winding, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, a third DC amplifier and a resistor are additionally introduced, the first output of which is connected

ние напр жени U I R, которое не зависит от изменени активного сопротивлени цепи компенсирующей обмотки .voltage U I R, which does not depend on the change in the active resistance of the compensating winding circuit.

Таким образом, введение третьего усилител посто нного тока и резистора позвол ет повысить точность за счет исключени вли ни температурно зависимости активного сопротивлени цепи компенсирующе й обмотки.Thus, the introduction of the third dc amplifier and resistor improves accuracy by eliminating the effect of the temperature dependence of the resistance of the circuit of the compensating winding.

Кроме того, устройство не требует калибровки. Это объ сн етс тем, что при тензометрировании изделий длинаIn addition, the device does not require calibration. This is due to the fact that during the strain gauging of products the length

ВНИИПИ Заказ 3475/44 Тираж 693 ПодписноеVNIIPI Order 3475/44 Circulation 693 Subscription

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Random polygons pr-tie, Uzhgorod, st. Project, 4

67346734

соединительных кабелей может мен тьс в широких пределах.connecting cables can vary widely.

Claims

Invention Formula

A device for measuring the dynamic parameters of elements of rotating objects, containing the first and

the second DC amplifiers, a generator, a strain gauge, a recording unit, a transformer-type current collector, containing the first moving winding, and

the primary and feedback windings, the first terminals of which are interconnected, the end of the primary winding is connected to the common bus, and the end of the feedback winding is connected

coils and feedback windings, transmitting a transformer-type current collector containing stationary and compensating windings, as well as a second moving winding, the first output of which is connected to the first output of the strain gauge, the second output of which is connected to the first output

The first movable winding, the second output of which is connected to the second output of the second movable winding, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, a third DC amplifier and a resistor are additionally introduced, the first output of which is connected

with the input of the registering unit and the output of the third DC amplifier, the inverting input of which is connected to the second output of the resistor and the beginning of the compensating winding, the end of which is connected to the output of the second DC amplifier, the input of which is connected to the beginning of the fixed winding whose end is connected to common bus and non-inverting input of the third post amplifier. nnogo current.