SU714150A1 - Устройство дл бесконтактной передачи сигналов с вращающегос объекта - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  информацион- но-измерительной техники и автоматики и мо сет быть использовано дл  бесконтактной передачи медленно иЭмен ющихс  сигналов первичных измерительных преобразователей, расположенных на вращаю1цемс  объекте, на неподвижную измерительную аппаратуру .. ,

Известны устройства дл  бесконтактной передачи медленно измен ющихс  измерительных сигналов с вращающегос  объекта, включающие источник передаваемого сигнала и дополнительные активные преобразователи, расположенные на вращающемс  объекте . Измерительный сигнал преобразуетс  в переменный сигнал определенной амплитуды или частоты и передаетс  на неподвижную аппаратуру по радиоканалу или с помощью оптических емкостных или индуктивных преобразователей 1 и 2 .

Однако наличие дополнительньк активных преобразователей на вращающемс  объекте не позвол ет Получить высокую точность преобразовани  измерительного сигнала за счет внесени  ими дополнительных погрешностей и требует наличи  свободного Объема

дл  их размещени . Кроме того стабильность характеристик обычно используемых дл  выполнени  активных преобразователей полупроводниковых приборов сильно зависит от тетлпературы окружающей среды. Это не позвол ет использовать подобные устройства, если температура в месте их расположени  превышает 125-150°С.

o

Известны устройства дл  передачи . сигналов, с вращающегос  объекта, в которых передача осуществл етс  с помощью индукционных или индуктивных преобразователей без дополнительно5 го преобразовани  в :переменный сигнал на вращающемс  объекте, что позвол ет несколько повысить точность передачи и облегчить услови  расположени  передающего узла на вращаю0 щемс  объекте 3.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  ;устройство дл  бесконтактной передачи сигналов с вращающегос  объекта,

5 включающее неподвижный магнитопровод , выполненный в виде двух чашек броневого типа, в каждой из которых расположены секции двух неподвижных обмоток, соединенных последовательно и согласно, вращающуюс  обмотку , расположенную между секци ми не подвйжйьзх обмоток, магниточувствительные преобразователи, расположен ные в воздушном зазоре магнитоцрово даИ включенные в мостовую цепь, образованную резисторами, питаемую источника пр моугольного напр жени  регистратор, включенный последовате но с одной из неподвижных обмоток 4 В этом устройстве пр моугольное напр жение, прикладываемое к одной из неподвижных обмоток, вызывает пе рёходной процесс наиндуктивности этой обмотки. Эти кфлебани  отрабат ваютс  электронной частью системы и проход т через регистрирующий при бор, что снижает точность преобразова и . Цель изобретени  - повышение точ ности преобразований передаваемого сигнала. Дл  этрго в предложенное, устройство введены триггер 1т митта два, ин тегратора с разными .посто нными вр емени, два преобразовател  напр  жениё-ток ., В качестве источника ,йр моутольного напр жени  использован симметричный триггер, причем из мерительна  диагональ мостовой цепи подключена к входу триггера ПЫит та, к его выходу подключены симметричный триггер через разделительную емкость и интегратор с меньшей посто нной времени. К выжоду этого интегратора подключен Преобразователь напр жение-ток, нагруженный на одну из неподвижных обмоток, и вход ин:тегратора с большей посто нной времени , нагруженного через второй преобразователь напр жение-ток и регистратор на вторуК неподвижную обмотку, а неподвиж;н е обмотки ориентированы так, что создаваемые ими К(агнитные потоки направлены встречНО . На фиг. 1 изображено предложенное устройство; на фиг, 2 - диаграм мы выходных напр жений, и токов элементов устройства при отсутствии пе редаваемого сигнала, а также диаграммы изменений сопротивлени  магни точУвствительных элементов; на фиг. i - то же, при наличии передаваемого сигнала во вращающейс  обмо ке. ,. Устройство содержит неподвижный магнитопровод 1, выполненный в виде двух чашек бронёвбго типа, в каж дой из которых расположены секции двух неподвижных обмоток 2 и 3, сое диненных последовательно и согласно Неподвижные обмотки 2 и 3 ориентированы так, что со.здаваемые .ими маг нитные потоки направлены встречно. Вращающа с  обмотка 4 расположена на валу между . секци ми неподвижных обмоток 2 и 3. В воздушном зазоре между внутренними стенками чашек магнитопровода 1 расположены магииточувств .ительные преобразователи 5,. в данном случае магниторезисторы , включенные в мостовую цепь, образованную резисторами 6,7 и 8 Измерительна  диагональ мостовой цепи подключена к входу триггера Шмитта 9, а питающа  подключена к выходу симметричного триггера 13, вход которого подключен к выходу триггера Шмитта 9 через разделительный конденсатор 11. Интегратор 12 с меньшей посто нной времени подключен к выходу триггера Шмитта 9, а к его выходу параллельно подключены преобразователь 13 напр жениеток и интегратор 14 с большей посто нной времени. Посто нна  времени интегратора 14 больше посто нной време и интегратора 12 в 10-15 раз. К выходу интегратора 14 подключен преобразователь 15 напр жение-ток. Преобразоватеди 13, 15 напр жение-ток нагружены на неподвцжные обмотки 2 и 3 соответственно. Последовательно с неподвижной обмоткой 3 включен регистратор 16. . Устройство работает cлeдsющим образом . Передаваемый электрический сигнал поступает на вращающуюс  обмотку 4. Ток,протекающий по обмотку 4, создает магнитное цоле, пропорциональное величине передаваемого сигнала, которое воздействует на магниторезисторы 5, измен   величину их сопротивлени  R. При отсутствии передаваемого сигнала в первоначальный момент включени  триггер Г митта 9 и симметричный триггер 10 наход тс  в любом из двух своих устойчивых состо ний. Выходное напр жение симметричного триггера 10 питает мостовую цепь, образованную магниторезисто.рами 5, и резисторами б, 7 и 8. Выходное посто нное напр жение триггера Пмитта 9 интегрируетс  интегратором 12 и преобразуетс  в ток преобразователем напр жение-ток 13. Линейно нарастающий ток в неподвижной обмотке 2 измен ет магнитную индукцию в магнитопроводе 1. При достижении определенной величины индукции сопротивление магниторезисторов 5 измен етс  на такую величину,что .посто нный нарастающий сигнал с измерительной диагонали мостовой цепи., первоначально сбалансированной, достигает уровн  переброса триггера Шмитт.а 9 в другое устойчивое положение. При этом. пoJ;I pнocть напр жени  питани  .мостовой цепи измен етс  на противоположную , а величина напр жени  остаетс  прежней. На выходе триггера Шмитта 9 по вл етс , посто нное напр жение другой пол рности, которое интегрируетс  интегратором 12. Его выходное найр жение линейно уменьшаетс ч Преобразователь напр жениеток J3 преобразует это напр жение в ток в неподвижной обмотке 2, Магнитна  индукци  в магнитопроводе 1 убывает и измен ет свой знак на про тивоположный. При достижении величи ны магнитной индукции определеннох о значени  сопротивление магниторезис торов 5 вновь измен етс  настолько/ что выходной сигнал с измерительной диагонали мостовой цепи вызывает переброс триггера Шмитта. 9 э %pyroe положение. Импульс ЭДС проходит чер разделительную емкость 11 и перебра сывает симметричный триггер 10 в другое положение, вновь измен   тем пол рность питани  мостовой ц пи. В дальнейшем процесс повтор етс аналогичным образом. Происходит asT генераци  треугольного тока в непод вижной обмотке 2, перемагничивающего магнитопровод 1. Одновременно с этим интегратор 14- интегрирует вьихо ное напр жение интегратора 12,Поско ку посто нна  времени интегратора 14 много больше посто нной времени интегратора 12, то на его выходе по л етс  весьма малое по амплитуде пилообразнЬе напр жение, симметричное относительно нул . Это напр жение преобразуетс  преобразователем напр жение-ток 15 в пилообразный ток также весьма малый по величине , который протекает черезрегист ратор 16 и неподвижную обмотку 3. Ввиду малой величины тока в неподвижной обмотке 3 создаваема  ею намагничивающа  сила, направленна  встречно намагничивающей силе, создаваемой неподвижной обмоткой 2, также весьма мала по величине и практически не оказывает никакого, , вли ни  на перемагничивание магнитопровода 1. Поскольку в целом за период посто нна  составл юща  тока протекающего по неподвижной обмотке 3 равна нулю, то регистратор 16 ничего не регистрирует. На фиг. 2 прин ты -следующие обоз начени : U - напр жение на измерительной диагонали моста, Ug - вы-., ходное напр жение триггера Шмитта 9 UHO - выходное напр жение симметричного триггера 10, - выходное напр жение интегратора 12, . - выходное напр жение интегратора 14, - выходной ток преобразовател  напр жение-ток 13, - выходной ток преобразовател  напр жение-ток 15. При по влении медленно измен ющегос  измерительного сигнала во вращающейс  обмотке 4 по магнитопррводу 1 замыкаетс  магнитный поток Ф, создаваемый измерительным сигналом . Это приводит к скачкообразному изменению магнитной индукции в магнитопроводе 1. Соответственно в первый полупериод (после момента по влени  пере41ава емого сигнала) изменение сопротивлени  магнитбрезисторов 5 под вли нием передаваемого сигнала, создающего дополнительную индукцию Б в магнитопроводе 1, происходит также скачком на величину д R значительно быстре.е, поэтому напр жение UM с измерительной диагонали мостовой цепи также скачком достигает.уровн  переброса триггера КЬдатта 9. Последний перебрасываетс  в другое положение и симметричность его выходного напр жени  по длительности за этот период нарушаетс , т.е. на выходе по вл етс  посто нна  составл юща . Поскольку симметричный триггер соединен с выходом триггера ШМитта 9 через разделительную емкость 11, то.от по влени  посто нной состав у ющей на Выходе триггера Шмитта 9 его работа не нару1 аетс . Посто нна  составл юща  выходного напр жений триггера Шмитта 9 интегрируетс  интегратором 12 и на его выходе также по вл етс  посто нна  составл гоща , котора  преобразуетс  . ток В1.неподвижной об- мотке 2 преобразователем напр жеииеток 13. Одновременно интегратор 14. интегрирует выходное напр жение интегратора 12 и на .его выходе также по вл етс .посто нна  составл юща  напр жени , котора  преобразуете в ток,протекающий через регистратор 16 и .неподвижную обмотку 3, преобразователем напр жение-ток 15. Пилообразный ток в неподвижной обмотке 2 перемагничивает магнитопровод 1, а посто нный ток в неподвижной обмотке 3 создает магнитное поле, направленное встречно магнитному полю передаваемого сигнала и равное ему по величине, В процессе .этой компенсации за счет малой посто нной времени интегратора 12 значение посто нной составл ющей напр жени  на его вглсоде уменьшаемс  практически до нул  (до величины, определ емой статизмом системы), а на выходе интегратора 14 за счет его большой посто нной времени посто нна ., состав-. . л юЕца  напр жени  остаетс , достига  своего :установившегос .значени . Это обусловливает протекание посто нного тока 4ispe3 регистратор 16 по неподвижной обмотке 3, также дости-гающего своего установившегос  значени 1 .,5усг Величина этого тока о.цнозначно соответствует величине передаваемого измерительного сигнала во вращающейс  обмотке 4. Обозначени  на фиг. 3 соответствуют обозначени м на фиг. 2. Момент по влени  преобразуемого сигнала во вращающейс  обмотке 4 обозначен точкой О на оси времени. При определенном соотношении чисел витков вращалощрйс-  обмотки 4 и неподвижной обмотки 3 (W4 Wj) .возможно и одновреМен-. ное усиление передаваемого . сигнала .

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   Устройство бесконтактной передачи сигналов с вращающегос  объекта , в ключающее йейодвижный магнйтопровод , выполненнЕлй в виде двух чашек броневого типа, в каждой из которых расположены секции двух неподвижных обмоток, соединенных между собой последовательно и согласно, вра1чаю1цуюс  обмотку, расположенную. ме (ду секци ми неподвижных обмоток, магниточувствительные преобразователи , расположенные в воздушном зазоре магнитопровода и включённые в мостовую цепь , образованную резистоРс1ми , питаемую от источника пр мо .угольного напр жени , и регистратор, включенный последовательной с одной, из неподвижных обмоток, отличающеес  тем, 1то, с целью пот ведени  точности преобразовани  передаваемого сигнала, в него введены триггер Шмитта, два интегратора с рдзньи посто нными времени и два преобразователи найр жение-ток, в качестве источника.пр моугольного напр жени  использован симметричный триггер, причем измерительна  диагональ мостовой цепи подключена

   8

   к входу триггера Имитта, к выходу его подключены симметричный триггер через разделительную емкость и йнтегратор с меньшей посто нной време к выходу этого интегратора подключен преобразователь напр жение-ток, нагруженный на одну из неподвижных обмоток, и вход интегратора с большей посто нной времени, нагруженного через второй преобразователь напр жение-ток и регистратор на. вторую неподвижную обмотку.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Халил Гучейн Оглы,Грльшев В.П. и Аскеров В.1. Многоканальное радиотелеметрическое устрбйство дл  измерени  температуры вращающихс  Частей, электромагнитных муфт с ольжени - , журнал За технический прогресс , Баку, 1969, № 11 с. 1-3.

   .
2. 2. Авторское сви;п;ётельство СССР № 151845, кл. G 01 К 11/02, 1965.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 180833, кл. G 01 К 11/04, 1966.
4. 4.Ав.торское свидетельство СССР № 465689, кл. Н 01 R 39/00//

   Н 01 F 31/00, 1975 (прототип).

   Ш