SU752573A1

SU752573A1 - Apparatus for contact-free measuring of electric signals

Info

Publication number: SU752573A1
Application number: SU782606885A
Authority: SU
Inventors: Владимир Георгиевич Гусев; Михаил Петрович Иванов; Сергей Сергеевич Торопов; Валентин Федорович Проценко; Виктор Семенович Захарин
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе
Priority date: 1978-04-14
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1980-07-30

Description

II

Изобретение относитс к информационно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении и энергетике дл бесконтактной передачи электрических измерительных сигналов с вращающегос объекта на неподвижный в системах контрол и регулировани предельных режимов работы и температуры.The invention relates to information and measuring technology and can be used in mechanical engineering and power engineering for the contactless transmission of electrical measuring signals from a rotating object to a stationary one in control and regulation systems for limiting modes of operation and temperature.

Известны преобразователи индуктивного типа дл бесконтактной передачи электрических измерительных сигналов переменного тока, содержащие неподвижный и вращающийс магнитопровод с обмотками, расположенными аксиально или соосно .Inductive type transducers are known for contactless transmission of electrical measuring signals of alternating current, comprising a stationary and rotating magnetic circuit with windings axially or coaxially arranged.

Большие потоки рассе ны и сильное вли ние на коэффициент передачи неизбежных при работе взаимных смещений неподвижной и вращающейс частей таких преобразователей привод т к тому, что они имеют низкий КПД и плохие метрологические характеристики .Large flows are scattered and the strong influence on the transfer coefficient of the inevitable operation of the mutual displacements of the fixed and rotating parts of such converters leads to the fact that they have low efficiency and poor metrological characteristics.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс преобразователь дл бесконтактной передачи электрических измерительных сигналов с вращающихс объектов с улучщенными энергетическими и метрологическими характеристиками, содержащий неподвижный магнитопровод, выполненный в виде двух ферромагнитных броневых сердечников с расположенными в их торцовых част х неподвижными обмотками, соединенными последовательно и согласно, и вращающуюс обмотку, расположенную на ферромагнитной вставке между неподвижными обмотками 2.Closest to the present invention, there is a converter for contactless transmission of electrical measuring signals from rotating objects with improved energy and metrological characteristics, comprising a fixed magnetic circuit made in the form of two ferromagnetic armor cores with fixed windings connected in series and consistent, and a rotating winding located on the ferromagnetic insert between the stationary windings 2.

В этом преобразователе, благодар замкнутой конструкции магнитопровода, потоки рассе ни невелики, что позвол ет полу0 чить повыщенный КПД, а благодар дифференциальному расположению вращающейс обмотки относительно секций неподвижной обмотки, коэффициент преобразовани остаетс практически посто нным при возможных осевых и радиальных смещени х вращающейс части преобразовател .In this converter, due to the closed design of the magnetic circuit, the scattering flows are small, which allows for higher efficiency, and due to the differential arrangement of the rotating winding relative to the fixed winding sections, the conversion factor remains almost constant with possible axial and radial displacements of the rotating part of the converter.

Однако, в случае использовани измерительной схемы с «трансформацией сопротивлени этот преобразователь не может обеспечить удовлетворительной передачи измерительного сигнала. В этом случае сме20 щени вращающейс обмотки при вращении оказывает существенное вли ние на величину коэффициента трансформации при одном и том. же токе во вращающейс обмотке . Объ сн етс это изменением рассто ни между обмотками и изменением из-за этого потокосцеплени вращающейс обмотки с магнитными нотоками рассеивани неподвижных обмоток. Соответственно величина коэффициента передачи между неподвижными обмотками при одном и том же токе во вращающейс цепи существенно зависит от положени неподвижной обмотки .However, in the case of using a measuring circuit with a “resistance transformation,” this converter cannot provide a satisfactory transmission of the measuring signal. In this case, the rotation of the rotating winding during rotation has a significant effect on the value of the transformation ratio for one and the same. same current in the rotating winding. This is due to the change in the distance between the windings and the change due to this flow coupling of the rotating winding with the magnetic currents dissipating the stationary windings. Accordingly, the magnitude of the transmission coefficient between the fixed windings at the same current in the rotating circuit depends significantly on the position of the fixed winding.

Цель изобретени - повыщение стабильности коэффициента трансформации между неподвижными обмотками.The purpose of the invention is to increase the stability of the transformation ratio between the fixed windings.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл бесконтактной передачи измерительных сигналов, содержащ.ее магнитопровод , выполненный в виде двух цилиндрических чащек броневого типа, примыкающих друг к другу торцовыми поверхност ми наружных частей, неподвижные обмотки , установленные на магнитопроводах и подвижную обмотку, установленную на ферромагнитной втулке между неподвижными обмотками, на внутренних торцах магнитопроводов установлены ферромагнитные щайбы с зазором относительно наружных частей магнитЬпроводов, на внутренней поверхности которых выполнен паз дл размещени подвижной обмотки, причем одна неподвижна обмотка служит дл подключени источника переменного тока, а друга - измерительного прибора.This goal is achieved by the fact that in a device for contactless transmission of measurement signals, containing a magnetic circuit made in the form of two cylindrical armor-type bowls adjacent to each other by the end surfaces of the outer parts, fixed windings mounted on magnetic cores and a moving winding mounted on ferromagnetic sleeve between the fixed windings, on the inner ends of the magnetic cores are installed ferromagnetic shields with a gap relative to the outer parts of the magnetic wires, the inner surface of which is made a groove for accommodating a movable winding, with one fixed winding used to connect an AC source, and the other a measuring device.

На фиг. 1 схематически изображена конструкци преобразовател ; на фиг. 2 - схема включени его в измерительную цепь.FIG. 1 shows schematically the construction of a converter; in fig. 2 is a diagram of its inclusion in the measuring circuit.

Устройство дл бесконтактной передачи измерительных сигналов с вращающегос объекта включает магнитопровод из двух неподвижных магнитопроводов в виде броневых сердечников 1 и 2, к внутренним торцах которых прикреплены плоские ферромагнитные шайбы 3 и 4, наружный диаметр которых меньше внутреннего диаметра наружных частей магнитопроводов на величину гарантированного зазора. Неподвижные обмотки 5 и 6 расположены в торцовых част х ферромагнитных броневых сердечников 1 и 2. Вращающа с обмотка 7 расположена на ферромагнитной втулке 8, расположенной на валу преобразовател . Вращающа с обмотка 7 входит в паз 9, выполненный по внутреннему диаметру наружных частей магнитопроводов 1 и 2.A device for contactless transmission of measurement signals from a rotating object includes a magnetic circuit of two stationary magnetic circuits in the form of armor cores 1 and 2, to the inner ends of which are attached flat ferromagnetic washers 3 and 4, the outer diameter of which is smaller than the inner diameter of the outer parts of the magnetic circuits by the amount of guaranteed clearance. The fixed windings 5 and 6 are located in the end portions of the ferromagnetic armor cores 1 and 2. The rotating winding 7 is located on the ferromagnetic sleeve 8 located on the converter shaft. The rotating winding 7 enters a groove 9, which is made according to the inner diameter of the outer parts of the magnetic cores 1 and 2.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При проведении измерений вращающа с обмотка 7 замыкаетс на датчик 10 измер емого параметра {терморезистор, тензорезистор ), неподвижна обмотка, например , 5, подключаетс к источнику 11 переменного напр жени через резистор 12, обеспечивающий режим заданного тока, а втора неподвижна обмотка 6 подключаетс к измерительному прибору 13 (фиг. 2).When measuring, the rotating winding 7 is closed on the sensor 10 of the measured parameter {thermistor, strain gauge), the fixed winding, for example, 5, is connected to the alternating voltage source 11 through a resistor 12 providing the specified current mode, and the second fixed winding 6 is connected to measuring device 13 (Fig. 2).

Переменный магнитный поток, создаваемый током, протекающим по неподвижной об.мотке 5, замыкаетс по магнитопроводу преобразовател (фиг. 1). Этот поток замыкаетс в основном по магнитопроводу, чтоThe alternating magnetic flux generated by the current flowing through the fixed winding 5 is closed along the transducer magnetic circuit (Fig. 1). This flow closes mainly along the magnetic circuit, which

обеспечиваетс сведением практически до нул магнитных потоков рассе ни .с помощью плоских ферромагнитных щайб 3 и 4, и наводит во вращающейс обмотке 7 и неподвижной обмотке 6 соответствующую ЭДС. Коэффициент трансформации между неподвижными обмотками 5 и 6 определ етс величиной сопротивлени 10, на которое нагружена вращающа с обмотка 7. При изменении величины его под вли нием измер емого параметра, ток, протекающий по вращающейс цепи, создает магнитный поток, измен ющий основной на величину, пронорциональную величине изменени сопротивлени резистора 10. Это приводит к изменению коэффициента передачи и у.меньщению ЭДС, наводимой в неподвижной обмотке 6.it is reduced to practically zero magnetic fluxes dissipated with the help of flat ferromagnetic shields 3 and 4, and induces a corresponding EMF in the rotating winding 7 and the fixed winding 6. The transformation ratio between the stationary windings 5 and 6 is determined by the magnitude of the resistance 10, on which the rotating winding 7 is loaded. When changing its value under the influence of the measured parameter, the current flowing through the rotating circuit creates a magnetic flux that changes the main current by proportional to the change in resistance of the resistor 10. This leads to a change in the transmission coefficient and decrease in the emf induced in the fixed winding 6.

° Определ величину коэффициента трансформации можно однозначно судить о величине сопротивлени резистора 10, т. е. о величине измер емого пара.метра.° Determine the magnitude of the transformation ratio; one can unambiguously judge the resistance value of the resistor 10, i.e., the size of the measured meter.

Возможные смещени вращающейс обмотки 7, благодар малой величине потоков рассе ни , что обеспечиваетс введением плоских ферромагнитных шайб 3 и 4, практически не вли ют на величину коэффициента трансформации между неподвижными. . обмотками 5 и 6. Выполнение паза 9 по внутреннему диаметру наружных частей магнитопроводов 1 и 2 и введение в него вращаю; щейс обмотки 7 позвол ет дополнительно уменьшить вли ние потоков рассе ни неподвижных обмоток на коэффициент транс5 фор.мации при смещени х вращающейс обмотки за счет увеличени обцхего сопротивлени магнитной цепи на это.м участке и уменьщени возможности сцеплени остающихс потоков рассе ни с вращающейс обмоткой.Possible displacements of the rotating winding 7, due to the small scattering fluxes, which is ensured by the introduction of flat ferromagnetic washers 3 and 4, have practically no effect on the magnitude of the transformation ratio between the fixed ones. . windings 5 and 6. The implementation of the groove 9 according to the inner diameter of the outer parts of the magnetic cores 1 and 2 and rotate the introduction to it; The winding 7 makes it possible to further reduce the influence of the scattered fluxes of the stationary windings on the transformation ratio at offsets of the rotating winding by increasing the total magnetic resistance in this area and reducing the adhesion of the remaining scattered threads to the rotating winding.

Устройство позвол ет существенно упростить измерительные схемы дл проведени измерений на вращающихс объектах, так как по вл етс возможность использовани только одного индуктивного преобразовате л . Это обеспечивает уменьшение стоимости требуемых передающих индуктивных преобразователей почти в два раза. Кроме того существенно уменьщаютс габариты устанавливаемых на вращающемс объекте элемен0 тов.The device allows one to significantly simplify measuring circuits for measuring on rotating objects, since it is possible to use only one inductive transducer. This ensures that the cost of the required transmitting inductive converters is almost halved. In addition, the dimensions of the elements mounted on the rotating object are significantly reduced.

Claims

Invention Formula

A device for contactless transmission of measuring signals containing a magnetic core made in the form of two cylindrical cups of armor type, adjacent to each other by end surfaces of external parts, fixed on