SU1337664A1 - Низкочастотна часть бесконтактной тензометрической системы - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в измерительной технике, в частности дл  измерени  механических напр жений в турбинных лопатках с помощью тензометров сопротивлени . Изобретение обеспечивает повышение точности измерени  и передачи тензо- метрического сигнала. Низкочастотна  часть бесконтактной тензометрической системы содержит вторичную обмотку 1 вращающегос  трансформатора, блок 2 выпр мител  и стабилизатора напр жени , стабилизатор 3 тока, тензодат- чик 4, мультивибратор 5, усилитель 6 низкой частоты, интегратор 7, компаратор 8, ждущий мультивибратор 9, усилитель 10 посто нного тока, ключ 11. Устройство позвол ет резко повысить точность измерений и передачи телеметрического сигнала в услови х воздействи  различных дестабилизирующих факторов. Это достигаетс  путем полного исключени  погрешностей, св занных с неодинаковыми услови ми передачи сигналов датчика и напр жени  калибровки, получени  близких частот сигналов датчика и калибровки и значительного сужени  диапазона частот, занимаемого первичным спектром сигнала и напр жени  калибровки. 1 ип. (Л Од оо vi Р О) бдОГО

Description

1

Низкочастотна  часть бесконтактн тензомегрическо cucieNbi предназначена дл  использовани  в измерительной технике, в частности дл  измерени  механических напр жений в турбиных лопатках с помощью тензометров сопротивлени . Низкочастотна  часть бесконтактной тензометрической системы входит в состав передающей части бесконтактной многоканальной тен зометрнческой системы, размещаемой внутри ротора турбины.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и передачи тензометрического сигнала за счет использовани  напр жени  калибровки с частотой, близкой к час-лоте сигнала и сужени , таким образом, спектр передаваемых частот.

На чертеже приведена структурна  схема низкочастотной части бесконтактной тензометрической системы.

Устройство содержит вторичную обмотку 1 вращающегос  трансформатора, блок 2 выпр мител  и стабилизатора напр жеш1 , стабилизатор 3 тока, тен- зодатчик 4, мультивибратор 5, усилитель 6 низкой частоты, интегратор 7, компаратор 8, жду1ций мультивибратор 9, усилитель 10 носто нного тока, ключ 11, причем выход вторичной обмотки 1 вращающегос  трансформатора соединен с входом блока 2 выпр мител  и стабилизатора напр жени , выход которого соединен с входом стабилизатора 3 тока, входом интегратора 7 и шинами питани  усилител  6 низкой частоты, компаратора 8, ждущего мультивибратора 9 и усилител  10 посто нного тока, выход интегратора 7 соединен с входом компаратора 8, а выход компаратора 8 - с входом ждуп1его

ryльтивибpaтopa 9, выход С1абилиза- 5 ° напр жение при нагрузках в диа

гТ|-чг -1 i « О /--.-ла TTTJU u f Т QU ОГЧ n 3 тчг тт tj-r ИЛПЯЧПТТР ЧП--1 ППП ТГР/ГЧчЛГ- Л г т га 13 ГТ ао Г

тора 3 тока соединен с тензодатчиком 4 и входом усилител  10 посто нного тока, выход кот рого соединен с входом ключа 11 и шиной питани  мультивибратора 5, управл ющий вход ryльти- Бибратора 5 соединен с одним из выходов ждущего мультивибратора 9, друт ой его вход соединен с управл ю- п им входом ключа 1 1 , выход мультивибратора 5 присоединен к первому, а выход ключа - к второму входам усилител  6 низкой частоты, выход которого соединен с выходом устройства .

50

55

пазоне 50-1000 кг/см составл ет 0,02-1 мВ.

Таким образом, сигнал на выходе усилител  10 посто нного тока представл ет собой сумму усиленных пер менного и посто нного напр жени , характеризующего стабильность тока в тензодатчике 4. Посто нное напр ж ние с выхода усилител  10 посто нно го тока приложено к шине питани  мультивибратора 5, при этом изменени  тока в тензодатчике 4 привод т к изменению амплитуды колебаний мул тивибратора 5, однако вли нием пере

0

Низкочастотна  часть бесконтактной тензометрической сис1емы работает следуюиц1м образом.

Напр жение питани  с частотой 12-13 кГц с вторичной обмотки 1 вра- Е .аюшегос  трансформатора поступает на вход блока 2 выпр мител  и стабилизатора напр жени , с выхода которого стабилизированное напр жение поступает на вход стабилизатора 3 тока, вход интегратора 7, шины питани  компаратора 8, ждущего мультивибратора 9 и усилител  10 посто н- 5 ного тока. При включении питани  низкочастотной части тензометрической системы напр жение на выходе блока 2 выпр мител  и стабилизатора напр жени  по вл етс  практически мгновенно , а на выходе интегратора 7 - с зaпaздывaниe, no3TONfy, когда напр жение на выходе интегратора 7 возрастет до порога срабатывани  компаратора 8, режимы всех узлов низкочастотной части бесконтактной тензометрической системы можно считать установившимис . При опрокидывании компаратора 8 перепад напр жени  на его выходе запускает ждущий мультивибратор 9, на выходе которого формируетс  импульс длительностью около 4-5 с, после окончани  импульса жду- пгий мультивибратор 9 возвращаетс  в исходное состо ние. Стабилизатор 3 тока обеспечивает ток в тензодатчике 4 величиной 25-30 мА, при зтом на стандартном тензометре сопротивлени  значением 100 Ом образуетс  падение напр жени  2,5-3 В. Это напр жение усиливаетс  усилителем 10 посто нного тока до 7-8 В, одновременно он усиливает переменное напр жение, об- разуюш.еес  на тензодатчике в результате деформаций исследуемой детали.

Ь

0

5

0

° напр жение при нагрузках в диа

ПЯЧПТТР ЧП--1 ППП ТГР/ГЧчЛГ- Л г т га 13 ГТ ао Г

пазоне 50-1000 кг/см составл ет 0,02-1 мВ.

Таким образом, сигнал на выходе усилител  10 посто нного тока представл ет собой сумму усиленных переменного и посто нного напр жени , характеризующего стабильность тока в тензодатчике 4. Посто нное напр жение с выхода усилител  10 посто нного тока приложено к шине питани  мультивибратора 5, при этом изменени  тока в тензодатчике 4 привод т к изменению амплитуды колебаний мультивибратора 5, однако вли нием переменнои состаил ющен напр жени  на выходе усилител  10 посто нного тока можно пренебречь, так как она меньше посто нного напр жени  примерно на четыре пор дка. Ошибка, вносима  усилителем 10 посто нного тока за счет дрейфа напр жени  смещени , при использовании прецизионных операционных усилителей не превышает 2-4 мВ. В случае наличи  импульса на выходе ждущего мультивибратора 9 мультивибратор 5 запускаетс  и напр жение с его выхода поступает на один из входов усилител  6 низкой частоты. Ключ 11 при этом закрыт напр жением с второго выхода ждущего мультивибратора 9, После окончани  импульса напр жением с первого выхода ждущего мультивибратора 9 мультивибратор 5 выключаетс , а напр жением со второго выхода - открываетс  ключ 11. При этом на вход усилител  6 низкой частоты поступает переменное напр жение с выхода усилител  10 посто нного тока. Таким образом, на выходе низкочастотной части бесконтактной тензо- метрической системы первые 4-5 с после включени  действует усиленный сигнал мультивибратора 5, отражаюпцш возможные изменени  тока стабилизатора и коэффициента усилени  усилител  10 посто нного тока, а далее уже посто нно , присутствует сигнал с тензо- датчика 4, характеризующий деформации исследуемой лопатки турбомапшны. Частота мультивибратора 5 выбрана пор дка 400-500 Гц, т.е. она находитс  внутри диапазона исследуемых деформаций .

Дл  того, чтобы произвести калибровку канала передачи тензометричес- кой информации, оператору достаточно выключить, а затем включить генератор питани  вращаюшег ос  трансформа- g с входом компаратора, а выход компа- тора, и на регистрирующем устройстве в течение 4-5 с присутствует сигнал калибровки.

Поскольку частоты сигнала и напр жени  калибровки имеют близкие зна50

ратора - с входом ждущего мультивибратора , выход стабилизатора тока сое динен с входом усилител  посто нного тока, выход которого соединен с шиной питани  мультивибратора и входом ключа, управл ющий вход мультивибратора соединен с первым выходом ждуще го мультивибратора, второй выход которого соединен с управл ющим входом ключа, а выход ключа - с вторым входом усилител  низкой частоты, выход кото рого соединен с выходом низкочастотной части бесконтактной тензометрической системы.

чени  и проход т при передаче и приеме через одни и те же узлы, обеспечиваетс  более точна  передача тензометрического сигнала, что выгодно отличает данную низкочастотную часть бесконтактной тензометрической системы от известной.

Данное устройство при незначительном усложнении позвол ет резко по37664

высит. ТОЧНОСТЬ измерений и передачи тензоме1рическо1 О сиг-палп в услови х воздействи  различных дестабилизирую ших факторов. Это достигаетс  за счет полного исключени  погрешностей, св занных с неодинаковыми услови ми передачи сит налов датчика и напр жени  калибровки, обеспечени  близких Q частот сигналов датчика и калибровки, значительного сужени  диапазона частот , занимаемого первичным спектром сигнала и напр гжени  калибровки.

15

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Низкочастотна  часть бесконтактной тензометрической системы, содержаща  вторичную обмотку врашающего- с  трансформатора, блок выпр мител  и стабилизатора напр жени , стабилизатор тока, тензодатчик, мультивибратор и усилитель низкой частоты, причем выход вторичной обмотки вращающегос  трансформатора соединен с входом блока выпр мител  и стабилизатора напр жени , выход которого соединен с входом стабилизатора тока и с шиной питани  усилиттел  низкой

   частоты, первый вход которого соединен с выходом мультивибратора, а выход стабилизатора тока соединен с входом тензодатчика, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  точности измерени  и передачи тензометрического сигнала, введены интегратор, компаратор, ждущий мультивибратор , усилитель посто нного тока и ключ, при этом шины питани  компаратора, ждущего мультивибратора, усилител  посто нного тока и вход интегратора присоединены к выходу блока выпр мител  и стабилизатора напр жени , выход интегратора соединен

   g с входом компаратора, а выход компа-

   50

   55

   ратора - с входом ждущего мультивибратора , выход стабилизатора тока соединен с входом усилител  посто нного тока, выход которого соединен с шиной питани  мультивибратора и входом ключа, управл ющий вход мультивибратора соединен с первым выходом ждущего мультивибратора, второй выход которого соединен с управл ющим входом ключа, а выход ключа - с вторым входом усилител  низкой частоты, выход которого соединен с выходом низкочастотной части бесконтактной тензометрической системы.