SU938022A1 - Устройство дл измерени динамических параметров вращающихс объектов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может, бытьиспользовано дл  измерени  динамических параметров деформаций,давлени , крут щего момента и т.п. вращающихс  объектов с помощью бескон- . тактных токосъемников трансформаторного типа и резистивных преобразователей , расположенных на вращающемс  объекте.

Известно устройство дл  измерени  динамических параметров вращающихс  объектов с использованием бесконтактных индуктивных токосъемников lj

Однако устройство не может одновременно обеспечить работу преобразователей в широком диапазоне частот измер емого динамического параметра.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство , содержащее питающий и передающий бесконтактные токосъемники трансформаторного типа, обмотку обрат ной св зи, генератор пр моугольного

напр жени , усилитель постойнного то КЗ, тензометрический мост и регистри рующий блок.

Работа устройства основана Ьа питании цепи резистивного преобразовател  квазипосто нным током за счет обнулени  разностного сигнала, возникающего на дифференциальном входе усилител  посто нного тока между

to напр жением генератора и напр жением обмотки обратной св зи С2.

Устройство обладает недостаточной точностью передачи пр моугольного напр жени  и склонностью системы к

15 самовозбуждению из-за необходимости применени  в нем усилител  посто нного TOka с большим коэффициентом усилени  по напр жению К . При этом напр жение питани  тензометрического

20 моста и т точно соответствует напр жению генератора пр моугольного напр жени  только при KM О . Конечна  величина коэффициента ( приво-i дит к погрешности передачи посто нного тока в цепь тензорезисторов в каждый из полупериодов пр моугольного напр жени , вырабатываемого генератором . Причем Погрешность возрастает пропорционально длительности полупериода питающего напр жени , От клонение величины тока, протекающего через те зорезисторы, от номинального значени приводит к погрешности измерени  динамического параметра. Кроме того, реальные усилители, обладающие большими коэффициентами усилени  К, склонны к возбуждению и дл  сохране ни  устойчивости необходимо дополнительное его ограничение.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  измерени  динамических параметров вращающихс  объектов, содержащем генератор пр моугольного напр жени , усилитель посто нного тока, тензометрический мост, регистрирующий блок, питающий токосъемник,включающий в себ  последовательно соединенные первичную обмотку и обмотку обратной св зи, а также первую подвижную обмотку, кроме того, передающий токосъемник, включающий в себ  вторую подвижную и неподвижную обмотки, причей перва  и втора  подвижные обмотки включены 3 соответствующие диагонали тензометрического моста, а неподвиж-; на  обмотка соединена со входом регистрирующего блока, выход обмотки обратной св зи через последовательно соединенные усилитель посто нного тока и генераторпр моугольного напр жени  соединен с общей точкой соединени  обмотки обратной св зи и первичной обмотки питающего токосъемника . (

На чертеже приведена блок-схема

предлагаемого устройства.

Устройство дл  измерени  динамических параметров вращающихс  объектов содержит питающий бесконтактный токосъемник 1 трансформаторного типа с первичной обмоткой 2, обмоткой 3 , обратной св зи, размещенными в статорной части, и первую подвижную обмотку k, усилитель 5 посто нного тока,тензометрический мост 6, передающий бесконтактный токосъемник 7 трансформаторного типа с второй подвижной обмоткой 8 и неподвижной обмоткой 9, регистрирующий блок 10

и генератор 1 1 .пр моугольного напр жени .

Устройство дл  измерени  динамических параметров вращающихс  объек

тов работает следующим образом,

. На выходе генератора 11 пр моугольного напр жени  формируетс  двупол рное напр жение пр моугольной формы, которое прикладываетс  к первичной обмотке 2 питающего токосъемника 1 через низкое выходное сопротивление усилител  5 посто нного тока . Изменение пол рности осуществл етс  через врем  д1, которое должно

быть заведомо больше периода низшей частоты контролируемого параметра.

Приложенное к обмотке 2 напр жение генератора 11 вызывает протекание по ней тока i и возникновение

ЭДС взаимной индукции в обмотке 3 обратной св зи, значение которой отличаетс  от приложенного напр жени  на величину падени  напр жени  на активном сопротивлении первичной

обмотки 2, Так как первичнай обмотка 2 и обмотка 3 обратной св зи включены встречно, а коэффициент св зи между ними KCB 1, то ЭДС взаимной индукции компенсирует ЭДС самоинДукции первичной обмотки 2. Благодар  применению усилител  посто нного тока с высоким входным сопротивлением ток, протекающий по обмотке 3 обратной св зи, пренебрежимо мал и практически не создает падени  напр жени  на ее активном сопротивлении . - ,

Таким образом, на вход усилител  5 посто нного тока воздействует только напр жение, равное по величине падению напр жени  на активном сопротивлении первичной обмотки 2. Это напр жение передаетс  усилит елем 5 посто нного тока с коэффициентом усилени  по напр жению К 1 в первичную цепь питающего токосъемника 1 , где оно суммируетс  с напр жением генератора 11 пр моугольного напр жени  и, таким образом, компенсирует

падение напр жени  на активном сопротивлении первичной о.бмотки 2. Компенсаци  падени  напр жени  на активном сопротивлении первичной обмотки 2 позвол ет исключить его вли ние и

Claims (2)

1. тем самым передать во вторичную цепь напр жение , точно соответствующее напр жению, приложенному к первичной обмотке 2 питающего токосъемника. До 59 кажем это с помощью методов теории электрических цепей. Электрическа  схема устройства может быть описана уравнени ми Кирх гофа , составленными соответственно дл  трех контуров. Первый контур включает первичную обмотку 2, генератор 11, усилитель 5 напр жени  посто нного тока; второй - первичную обмотку 2, обмотку 3 обратной св зи, усилитель .5 посто нного тока; третий первую вращающуюс  обмотку Ц, тензометрический мост 6. Система уравнений дл  указанных контуров имеет вид JBK-a z+Jbx o МцГ..О активные сопротивлени  первичной обмотки 2 и обмотки 3 обратной св зи соответственно; ток, протекающий в первичной обмотке 2 и обмотке 3 обратной св зи соответственно входное напр жение усилител  5 посто нно го тока; коэффициент передачи по напр жению усилител  5 посто нного тока; ЭДС источника посто нного .напр жени , расположенного в генераторе пр моугольного напр жени ; потокосцеплени  первичной обмотки 2, об мотки 3 обратной св  зи и первой подвижной обмотки соответственно; ток нагрузки, потреб л емый тензометричес КИМ мостом 6; суммарное сопротивление тензометрического моста 6 и первой подвижной обмотки. 2 Конструктивные особенности устройства таковы, что выполн етс  р р условий: 1.Питающий токосъемник 1 работает в линейном режиме, что обеспечиваетс  воздушным зазором в магнитопроводе , необходимым дл  вращени  первой подвижной обмотки Ц В св зи с этим можно прин ть f си.Ч , где а - посто нный коэффициент, учитывающий потоки рассе ни , величина которого находитс  в пределах а О $ 1. 2.Первична  обмотка 2 и обмотка 3 обратной св зи намотаны скрученными , вместе проводами с одинаковым числом витков, поэтому коэффициент св зи между ними К.„ 1 и выполн етс  равенство . d.jH at at 3.Входное сопротивление усилител  5 посто нного тока велико, поэтому входной ток его пренебрежимо мал и можно прин ть i 0. Ц. Коэффициент Ку передачи по на пр жению усилител  равен единице. Положив %--W-,(bV.a--W2 z , где ф , ф , ф - соответствующие магнитные,потоки; W , We, Wj- числе витков соответствующих обмоток, с изложенных условий уравнени  системы примут вид аФ .-аГ св--Е Значение напр жени  ЧЦ. питани  тензометрического моста 6 определ етс  как , V«w Полученное выражение доказывает, что напр жению питани  тензометрического моста 6 соответствует ЭДС источика посто нного напр жени , расоложенного в генераторе 11 при выолнении услови  . что легко может быть достигнуто подбором числа витков W первичной обмотки 2 И первой подвижной обмотки . 93 Это напр жение поступает на одну из диагоналей тензометрического моста 6, расположенного на вращающемс  объекте. Разбаланс тензометрического моста 6 под действием контролируемого параметра x(t) приводит к возникновению тока в его измерительной диагонали , протекающего через вторую вращающуюс  обмо7ку 8 передающего токосъемника 7. Индуктированный в неподвижной обмотке 9 сигнал, пропорциональный величине разбаланса тензометрического моста 6, регистрируетс  блоком 10. Использование усилител  посто нно-15 на  го тока с большим входным сопротивле нием и коэффициентом усилени  по на пр жению, равным единице, позвол ет исключить погрешность передачи посто нного тока в цепь тензорезисторов , котора  возникает в известном устройстве при обнулении входного сигнала усилителем с большим коэффициентом усилени  по напр жению. Одно временно исключаетс  возможность возбуждени  системы, так как усиление по петле общей обратной св зи не превышает единицу. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  динамических параметров вращающихс  объектов , содержащее генератор пр моугольного напр жени ,усилитель посто нного тока, тензометрический мост, регистрирующий блок, питающий тЪкосъемник , включающий в себ  последовательно соединенные первичную обмотку и обмотку обратной св зи, а также первичную подвижную обмотку, кроме того, передающий токосъемник, включающий в себ  вторую подвижную и неподвижную обмотки, причем перва  и втора  подвижные обмотки включены в соответствующие диагонали тензометрического моста, ,а неподвижобмотка соединена со входом регистрирующего блока, о т л и ч аю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , выход обмотки обратной св зи через послёдовательно соединенные усилитель посто нного тока и генератор пр моугольного напр жени  соединен с общей кой соединени  обмотки обратной св зи и первичной обмотки питающего токосъемника. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Самбурский А.И., Новик В.К. Бесконтактные измерени  параметров вращающихс  объектов. М., Машиностроение , 1976.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 2770907/10-21, 27.-03.Во .

   к