SU972265A1 - Multi-channel device for measuring rotating object temperature - Google Patents
Multi-channel device for measuring rotating object temperature Download PDFInfo
- Publication number
- SU972265A1 SU972265A1 SU813268377A SU3268377A SU972265A1 SU 972265 A1 SU972265 A1 SU 972265A1 SU 813268377 A SU813268377 A SU 813268377A SU 3268377 A SU3268377 A SU 3268377A SU 972265 A1 SU972265 A1 SU 972265A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- winding
- output
- rotating
- current collector
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА(54) MULTI-CHANNEL DEVICE FOR MEASURING THE TEMPERATURE OF ROTATING OBJECT
1one
Изобретение относитс к температурным измерени м и предназначено дл многоканального измерени температуры вращающегос объекта с помощью термопар.The invention relates to temperature measurements and is intended for multichannel temperature measurement of a rotating object using thermocouples.
Известны многоканальные устройства дл измерени температуры вращающегос объекта с помощью термопар, сигнал которых преобразуетс на вращающемс объекте с помощью дополнительных преобразователей (источников питани , усилителей , модул торов, преобразователей напр жение-частота и т. п.) в переменный сигнал, который затем передаетс на неподвижную аппаратуру с помощью бесконтактных токосъемников) или по радиои оптическому каналам 1 и 2.Multichannel devices are known for measuring the temperature of a rotating object using thermocouples, the signal of which is converted on a rotating object by means of additional converters (power sources, amplifiers, modulators, voltage-frequency converters, etc.) into an alternating signal, which is then transmitted to fixed equipment using contactless current collectors) or radio optical channels 1 and 2.
Точность измерени температуры с помощью этих устройств сравнительно невелика , так как активные дополнительные преобразователи , расположенные на вращающемс объекте, внос т при преобразовании сигналов термопар дополнительные погрещности . Кроме того, указаннные активные дополнительные преобразователи выполн ютс , как правило, на полупроводниковых элементах, что ограничивает максимальную температуру окружающей среды до 125-The accuracy of temperature measurement with these devices is relatively small, since active additional transducers located on a rotating object introduce additional faults when converting thermocouple signals. In addition, the indicated active additional converters are performed, as a rule, on semiconductor elements, which limits the maximum ambient temperature to 125-
150°С, а погрещности измерени составл ют при этом не менее 5%. Введение специального охлаждени полупроводниковых элементов не всегда возможно и, как правило , нежелательно, так как существенно150 ° C and the measurement errors are at least 5%. The introduction of special cooling of semiconductor elements is not always possible and, as a rule, undesirable, since
5 мен ет энергетические режимы работы собственно вращающихс объектов.5 changes the energy modes of operation of the actually rotating objects.
Известны также многоканальные устройства дл измерени температуры вращающегос объекта, передача сигналов термопарMultichannel devices for measuring the temperature of a rotating object are also known;
,Q в которых осуществл етс с помощью магнитомодул ционных токосъемников бесконтактно , при этом дополнительное преобразование сигнала на объекте не производитс . Использование магнитомодул ционных токосъемников позвол ет расщирить, Q in which is carried out with the help of magnetic modulating current collectors is contactless, while the additional signal conversion on the object is not performed. The use of magnetically modulated current collectors allows to extend
15 диапазон рабочих температур окружающей среды в месте расположени токосъемников до 300-400°С. Подстройка коэффициента преобразовани вторичной неподвижной аппаратуры по изменению огибающей специального сигнала подстройки, передаваемого через тракт преобразовани , позвол ет практически полностью устранить мультипликативные составл ющие погрещности преобразовани токосъемников и уменьщить погрешность измерени до 3. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс многоканальное устройство дл измерени температуры вращающегос объекта с помощью термопар, в котором дл уменьшени аддитивных составл ющих погрещности преобразовани магнитомодул ционных токосъемников производитс еще и дополнительна модул ци преобразуемого сигнала низкочастотным синусоидальным током. Указанное устройство включает индуктивный токосъемник с числом вращающихс обмоток, равным числу каналов устройства, генератор сигнала подстройки, подключенный к неподвижной обмотке индуктивного токосъемника, и содержит в каждом канале измерени термопару, расположенную на вращающемс объекте, магнитомодул ционный токосъемник, включающий магнктопровод и неподвижно расположенные измерительную , модул ционную обмотки и обмотку обратной св зи, а также вращающуюс обмотку, подключенную через соответствующую вращающуюс обмотку индуктивного токосъемника к термопаре, генератор переменного тока, подключенный к модул ционной обмотке, согласующий блок, подключенный к измерительной обмотке, режекторный фильтр, подключенный к выходу согласующего блока, последовательно включенные фильтр верхних частот, первый полосовой фильтр, демодул тор и первый интегратор, последовательно включенные фильтр низких частот, второй полосовой фильтр, управл емый ключ, второй интегратор и управл емый усилитель, выход которого через регистратор подключен к обмотке обратной св зи, а также последовательно соединенные умножитель частоты, делитель частоты, третий полосовой фильтр и преобразователь напр жение-ток, подключенный к измерительной обмотке, при этом входы фильтров верхних и низких частот подключены к выходу режекторного фильтра, выход первого интегратора подключен к управл ющему входу управл емого усилител , вход умножител частоты подключен к выходу генератора переменного тока, а выходы умножител час тоты и делител частоты подключены к уп равл ющим входам управл емого ключа. Температура холодных спаев вращающих с термопар контролируетс с по.мощью терморезистора , расположенного на холодном спае одной из термопар, второго индуктивного токосъемника, вращающа с обмотка которого подключена к терморезистору, и блока измерени температуры холодного спа , подключенного к неподвижной обмотке второго индуктивного токосъемника 4. Недостатком известного устройства вл ютс невысокие чувствительность и точность преобразовани . Это объ сн етс тем, что при использовании дополнительной модул ции низкочастотным током происходит частична потер информации - сигнал второй гармоники с выхода магнитомодул ционного токосъемника модулируетс по амплитуде и затем происходит сравнение двух полуволн на выходе управл емого ключа. Сеткой защтрихованна плоишд(. (см. фиг. 1} соответствует информации, потер нной пр введении дополнительной йоду.л ции пре образуемого сигнала. Потер информации тем больще, чем глубже дополнительна модул ци . Однако, с другой стороны, чем глубже дополнительна .модул ци , тем меньше величина аддитивных составл ющих погрещности преобразовани магнитомодул ционных токосъемников. Потер же информации приводит к одноз ашюму ыснътенАЮ чувствительности и . Цель изобретени - повышение чувствительности и точности преобразовани . Поставленна цель достигаетс тем, что в известное многоканальное устройство дл измерени температуры вращающегос объекта , включающее индуктивный токосъемник с число.м вращающихс обмоток, равным числу каналов устройства, генератор сигнала подстройки, подключенный к неподвижной обмотке индуктивного токосъемника , и содержащее в каждом канале измерени термопару, расположенную на вращающемс объекте, мы i-ипч;уO;I M н.конный токосъемник, включй хиии -: ::1агнитопровод и HeПOДBKЖ CJ j.ir : ;:i/: ;мерительную , модул цио1 :уй-; ij&aoTKM и об.мотку обратной св зи, а также apaiiiai-oщуюс обмотку, подключенKyio через соответствующую вращающуюс обмотку индуктивного токосъе.мника к термопаре, генератор переменного тока, подключенный к .модул ционной об.мотке, согласующий блок, подключенный к измерительной обмотке, режекториый фильтр. пос.ле.1овательно включенные фильтр верхнил часто , первый полосовой фильтр, демодул тор и первый интегратор, последовате71ьно вклю ченные фильтр низких частот, зторой полосовой фильтр, первый управл емый ключ, второй интегратор и улравл е.мый усилитель , выход которого через регистратор подключен к обмотке обр.тной св зи , последовательно соединенные у.м-чожитель частоты и делитель частоты, з также преобразователь напр жение - ток, подклю ченный к неподвижной измерительной обмотке , при этом входы фил.тров BepxHK.s: и низких частот подключены к выходу jjij жекторного фильтра, выход первого гратора подключен R улра : ;1й идс:;.у ДХОДУ управл емого ус глител , в.чо..; уьгьожйтел частоты подключен к ыходу гснерг гора переменного тока, а вь.о,.1,ы y.vjjo/:; ;-r,t частоты и делите п частоты под|.1в :ены15 The range of operating ambient temperatures at the location of the current collectors is up to 300-400 ° C. Adjusting the conversion coefficient of the secondary fixed equipment to the change in the envelope of the special adjustment signal transmitted through the transformation path makes it possible to almost completely eliminate the multiplicative components of the current transducer errors and reduce the measurement error to 3. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a multichannel device for measuring the temperature of a rotating object using thermocouples, in which The addition of the additive components of the convertibility of magnetic modulating current collectors is also carried out by additional modulation of the converted signal by a low-frequency sinusoidal current. The said device includes an inductive current collector with a number of rotating windings equal to the number of device channels, a trimming signal generator connected to the fixed winding of the inductive current collector, and in each measurement channel a thermocouple located on the rotating object, a magnetic modulating current collector including a magnetic conductor and fixedly located measuring, a modulation winding and a feedback winding, as well as a rotating winding connected through the respective rotating winding and of a ductile current collector to a thermocouple, an alternator connected to the modulation winding, a matching unit connected to the measuring winding, a notch filter connected to the output of the matching unit, a series-connected high-pass filter, a first band-pass filter, a demodulator and the first integrator, connected in series low pass filter, second band pass filter, controllable key, second integrator, and controllable amplifier whose output is connected to the feedback winding through a recorder and serially connected frequency multiplier, frequency divider, third band-pass filter and voltage-current converter connected to the measuring winding, while the inputs of high and low frequency filters are connected to the output of the notch filter, the output of the first integrator is connected to the control input of the controlled the amplifier, the input of the frequency multiplier is connected to the output of the alternator, and the outputs of the frequency multiplier and the frequency splitter are connected to the control inputs of the control key. The temperature of the cold junctions of the thermocouples rotating is controlled with the help of a thermistor located on the cold junction of one of the thermocouples, a second inductive current collector, the rotating winding of which is connected to the thermistor, and a unit for measuring the temperature of the cold spa connected to the fixed winding of the second inductive current collector 4. The known devices are low sensitivity and conversion accuracy. This is due to the fact that when additional modulation is used with low-frequency current, partial loss of information occurs — the second harmonic signal from the output of the magnetic modulating current collector is amplitude-modulated and then the two half-waves are compared at the output of the control key. The grid has a gridded area (. (See Fig. 1}) that corresponds to the information lost through the introduction of additional iodine signaling of the signal being transformed. Information loss is the greater, the deeper the additional modulation. However, on the other hand, the deeper the additional module Qi, the smaller the magnitude of the additive components of the conversion error of the magnetically modulated current collectors. The loss of information leads to a single increase in sensitivity and. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of conversion. Lena goal is achieved by the fact that a known multi-channel device for measuring the temperature of a rotating object, including an inductive current collector with a number m of rotating windings equal to the number of device channels, a trimming signal generator connected to the fixed winding of the inductive current collector, and containing a thermocouple in each measurement channel, located on a rotating object, we i-ipch; yO; IM n.noknogo current collector, turn on the hei-: :: :: magnetic conductor and HEOPBKJ CJ j.ir:;: i /:; measuring, modulus zi1: yi-; ij & aTKM and feedback coil, as well as apaiiiai-wound winding, are connected to Kyio through an appropriate rotating winding of an inductive current collector to a thermocouple, an alternator connected to the modulating winding, a matching unit connected to the measuring winding , reject filter. firstly, the first-pass filter is often included, the first band-pass filter, the demodulator and the first integrator, the successively included low-pass filter, the second band-pass filter, the first control key, the second integrator, and the first amplifier whose output is connected through the recorder to the winding of the feedback connection, serially connected to the frequency generator and frequency divider, s also a voltage converter - a current connected to the fixed measuring winding, while the inputs of the Fil.tr BepxHK.s: and low frequencies are connected The output of the first filter is connected to the output of the jjij filter, R ulra:; 1st ID:;. at the entrance of the controlled accelerator, v.cho ..; Frequency frequency is connected to the output of the AC power mountain, and by, .1, s y.vjjo / :; ; -r, t frequencies and divide n frequencies under |. 1b: eny
к управл ющим входам первого управл емого ключа, в каждый канал преобразовани дополнительно введены одновибратор и второй управл емый ключ, при этом входы одновибратора и преобразовател напр жение-ток подключены к выходу делител частоты, выход одновибратора подключен к управл ющему входу второго управл емого ключа, вход которого подключен к выходу согласующего блока, а выход - к входу режекторного фильтра.A one-shot and a second control key are added to the control inputs of the first control key, the transformation channel is connected to the output of the frequency divider, the one-shot output is connected to the control input of the second control key, the input of which is connected to the output of the matching unit, and the output - to the input of the notch filter.
Введение одновибратора и второго управл емого ключа и их включение в указанной последовательности позвол ет производить дополнительную модул цию преобразуемого сигнала низкочастотным током пр моугольной формы, что обеспечивает повышение чувствительности устройства и точности преобразовани .Introduction of a one-shot and a second controlled key and their inclusion in the specified sequence allows for additional modulation of the converted signal by a low-frequency rectangular-shaped current, which increases the sensitivity of the device and the accuracy of the conversion.
На фиг. 1 приведены диаграммы напр жений при дополнительной модул ции; на фиг. 2 - блок-схема предлагаемого многоканального устройства дл измерени температуры вращающегос объекта (вторична аппаратура показана дл одного канала преобразовани ); на фиг. 3-5 - диаграммы напр жений в различных точках устройства, по сн ющие его работу.FIG. 1 shows voltage diagrams for additional modulation; in fig. 2 is a block diagram of a proposed multi-channel device for measuring the temperature of a rotating object (secondary apparatus is shown for one conversion channel); in fig. 3–5 are voltage diagrams at various points of the device, explaining its operation.
Устройстве содержит (фиг. 2) магнитомодул ционные токосъемники 1, число которых равно числу каналов измерени температуры вращающегос объекта, индуктивный токосъемник 2 дл передачи сигнала подстройки, индуктивный токосъемник 3 дл контрол температуры холодного спа термопар и вторичную аппаратуру .The device contains (Fig. 2) magnetically-modulated current collectors 1, the number of which is equal to the number of channels for measuring the temperature of a rotating object, an inductive current collector 2 for transmitting a trim signal, an inductive current collector 3 for controlling the temperature of the cold thermocouple spa and the secondary equipment.
Каждый магнитомодул ционный токосъемник 1 состоит из магнитопровода 4, вращающейс обмотки 5 и неподвижных измерительной б, модул ционной 7 обмоток и обмотки 8 обратной св зи.Each magnetically-modulating current collector 1 consists of a magnetic core 4, a rotating winding 5 and stationary measuring b, a modulation 7 windings and a feedback winding 8.
Индуктивный токосъемник 2 включает магнитопровод 9, неподвижную обмотку 10 и р д вращающихс идентичных обмоток 11 (например, намотанных скрученным из нескольких жил проводом),число которых равно числу каналов устройства.The inductive current collector 2 includes a magnetic core 9, a fixed winding 10 and a number of rotating identical windings 11 (for example, wound with a twisted wire of several wires), the number of which is equal to the number of channels of the device.
Индуктивный токосъемник 3 включает магнитопровод 12, неподвижную обмотку 13 и вращающуюс обмотку 14. Все токосъемники конструктивно могут выполн тьс на одном валу в виде единого блока, стыкуемого с валом вращающегос объекта или охватывающего вращающийс объект, или в виде отдельных блоков, валы которых механически соедин ютс между собой и с вращающимс объектом муфтами.The inductive current collector 3 includes a magnetic core 12, a fixed winding 13 and a rotating winding 14. All current collectors can be designed on a single shaft in the form of a single unit that joins a rotating object or a rotating object around the shaft, or as separate blocks whose shafts are mechanically connected between themselves and with the rotating object clutches.
На вращающемс объекте расположены термопары 15, число которых равно числу каналов измерени , терморезистор 16 и дополнительные резисторы 17. Резисторы 17 обеспечивают требуемый режим работы термопар 15, например режим заданногоThermocouples 15 are located on the rotating object, the number of which is equal to the number of measurement channels, thermistor 16 and additional resistors 17. Resistors 17 provide the required operation mode of thermocouples 15, for example, the specified mode
тока, в случае, если активное сопротивление вращающихс обмоток 5 и 11 токосъемников 1 и 2 соответственно и соединенных проводов мало.current, in case the active resistance of the rotating windings 5 and 11 of current collectors 1 and 2, respectively, and the connected wires is small.
Терморезистор 16 располагаетс непосредственно на холодном спае одной из термопар 15 и его сопротивление однозначно соответствует температуре спа . Терморезистор 16 может выполн тьс в виде проволоки из меди или платины, намотанной непосредственно на холодный спай термопары 15. При небольших температурах холодного спа термопары 15 возможно использование полупроводниковых терморезисторов . Холодные спаи термопар 15 целесообразно располагать в непосредственнойThe thermistor 16 is located directly on the cold junction of one of the thermocouples 15 and its resistance uniquely corresponds to the spa temperature. Thermistor 16 can be made in the form of copper or platinum wire wound directly on the cold junction of thermocouple 15. Semiconductor thermistors can be used at low temperatures in the cold thermocouple spa 15. Thermocouple thermocouples 15 should be located in the immediate
близости друг от друга, чтобы они имели возможно более близкие значени температур . Терморезистор 16 подключен к вращающейс обмотке 14 индуктивного токосъемника 3.proximity to each other so that they have as close as possible temperatures. The thermistor 16 is connected to the rotating winding 14 of the inductive current collector 3.
Термопары 15 включены последователь но с вращающимис обмотками 11 индуктивного токосъемника 2 и резисторами 17 соответственно и соединены с вращающимис обмотками 5 соответствующих магнитомодул ционных токосъемников 1.Thermocouples 15 are connected in series with the rotating windings 11 of the inductive current collector 2 and resistors 17, respectively, and are connected to the rotating windings 5 of the corresponding magnetic modulation current collectors 1.
5 Неподвижна обмотка 13 индуктивного токосъемника 3 подключена к блоку 18 измерени температуры холодного спа термопары.5 A stationary winding 13 of the inductive current collector 3 is connected to the unit 18 for measuring the temperature of the cold thermocouple spa.
Неподвижна обмотка 10 индуктивного токосъемника 2 подключена к выходу генератора 19 сигнала подстройки, который представл ет собой генератор переменного напр жени стабильной частоты (2-3 кГц) и стабильной амплитуды, значение которой не вли ет существенно на магнитное состо ние магнитопроводов магнитомодул ционных токосъемников 1 (единицы - дес тки милливольт).The stationary winding 10 of the inductive current collector 2 is connected to the output of the adjustment signal generator 19, which is a generator of alternating voltage of stable frequency (2-3 kHz) and stable amplitude, the value of which does not significantly affect the magnetic state of the magnetic cores of magnetic modulating current collectors 1 ( units - ten millivolts).
Аппаратура обработки измерительного сигнала магнитомодул ционных токосъемников 1, одинакова дл каждого каналаThe processing equipment of the measuring signal of magneto-modulation current collectors 1 is the same for each channel
Q измерени (на фиг. 2 показана аппаратура только одного канала), включает в себ генератор 20 переменного тока модул ции стабильной частоты и амплитуды тока, согласующий блок 21, второй управл емый ключ 22, режекторный фильтр 23, настроенный на частоту тока модул ции, фильтр 24 верхних частот, полоса пропускани которого начинаетс с частоты, в несколько раз (в 3-4 раза) превышающей частоту тока модул ции генератора 20, первый полосовой фильтр 25, настроенный на частотуThe Q measurement (Fig. 2 shows the equipment of only one channel), includes an alternating current modulator 20 of stable frequency and current amplitude, a matching unit 21, a second control key 22, a notch filter 23 tuned to the modulation current frequency, 24 high-pass filter, the bandwidth of which begins with a frequency several times (3-4 times) higher than the frequency of the generator modulation current 20, the first band-pass filter 25 tuned to the frequency
0 сигнала подстройки, демодул тор 26, выдел ющий огибающую сигнала подстройки, первый интегратор 27, выход которого соединен с управл ющим входом управл емого усилител 28, фильтр 29 низких частот , настроенный таким образом, что он не пропускает гармоники с частотой, превышающей удвоенную частоту тока модул ции генератора 20 в 2,2-2,5 раза, второй полосовой фильтр 30, настроенный на удвоенную частоту тока модул ции генератора 20, первый управл емый ключ 31, второй интегратор 32, умножитель (удвоитель ) 33 частоты, выход которого подключен к одному из управл ющих входов первого управл емого ключа 31, делитель 34 частоты, выход которого подключен к второму управл ющему входу первого управл емого ключа 31, преобразователь 35 напр жение-ток, выход которого подключен к неподвижной измерительной обмотке 6 магнитомодул ционного токосъемника 1, одновибратор 36, выход которого подключен к управл ющему входу второго управл емого ключа 22, регистратор 37, например стрелочный или цифровой прибор, через который выход управл емого усилител 28 подключен к обмотке 8 обратной св зи магнитомодул ционного токосъемника 1.0 of the trim signal, a demodulator 26 that extracts the envelope of the trim signal, the first integrator 27, the output of which is connected to the control input of the controlled amplifier 28, low-pass filter 29, configured so that it does not pass harmonics with a frequency exceeding twice the frequency generator 20 modulation current 2.2-2.5 times, second band-pass filter 30 tuned to twice the generator modulation current frequency 20, first control key 31, second integrator 32, multiplier (doubler) 33 frequencies whose output is connected to one and From the control inputs of the first control key 31, frequency divider 34, the output of which is connected to the second control input of the first control key 31, voltage-current converter 35, the output of which is connected to the fixed measuring winding 6 of the magnetic modulating current collector 1, one-oscillator 36 The output of which is connected to the control input of the second control key 22, the recorder 37, for example, an analog or digital device through which the output of the control amplifier 28 is connected to the winding 8 of the feedback magnetic modulation One current collector 1.
В случае, если выходной сигнал магнимодул ционного токосъемника 1 снимаетс не по второй гармонике тока модул ции генератора переменного тока 20, а по другой , например четвертой, то умножитель 33 частоты должен производить умножение частоты входного сигнала в четыре раза, а фильтры 29 и 30 должны быть перестроены соответствующим образом.In the event that the output signal of the magneto modulation current collector 1 is not taken at the second harmonic of the modulation current of the alternator 20, but at another, for example, the fourth, the frequency multiplier 33 should multiply the frequency of the input signal by four times, and the filters 29 and 30 should be rebuilt accordingly.
Устройство работает следующим образом (рассматриваетс работа одного канала).The device works as follows (the operation of one channel is considered).
Генератор 20 переменного тока создает в обмотке 7 модул ции магнитомодул ционного токосъемника 1 ток, амплитуда которого достаточна дл введени магнитопровода токосъемника в }1асыщение.The alternator 20 generates a current in the winding 7 of the modulation of the magnetic modulating current collector 1, the amplitude of which is sufficient for introducing the current collector magnetic circuit into saturation 1.
При отсутствии разницы температур между рабочим и холодным спа ми вращающейс термопары 15 развиваема ею ЭДС равна нулю, и посто нный ток во вращающихс цеп х не протекает. Сигпал подстройки генератора 19 передаетс с помощью индуктивного токосъемника 2 во вращающуюс цепь термопары 15 (термопара- 5, вращающиес обмотки 5 и 11 и резистор 17). При этом в неподвижной измерительной обмотке 6 магпитомодул ционного токосъемника 1 наводитс ЭДС, состо ща из сигнала подстройки генератора 19 и четных и нечетных гармоник тока модул ции генера тора 20. Кроме того, через обмотку 6 гонитс пр моугольный ток со скважностью, равной двум, и низкой частотой следовани (5-10 Гц), формируемый с помощью цепи, образованной блоками 33-35. Поэтому результирующий сигнал на измерительной обмотке б представл ет собой суммарный сигнал ЭДС частоты подстройки и гармоник ЭДС частоты тока модул ции генератора 20, промодулированный по амплитуде низкочастотным пр моугольным напр жение .м.In the absence of a temperature difference between the working and cold spans of the rotating thermocouple 15, the EMF it develops is zero, and the direct current in the rotating chains does not flow. The oscillator trimming generator 19 is transmitted by an inductive current collector 2 to the rotating circuit of thermocouple 15 (thermocouple 5, rotating windings 5 and 11, and resistor 17). At the same time, in the stationary measuring winding 6 of the magneto modulation current collector 1, an electromotive force (EMF) is induced, consisting of a generator adjustment signal 19 and even and odd harmonics of the modulation current of the generator 20. In addition, a rectangular current with a duty ratio of two and through low frequency of following (5-10 Hz), formed with the help of a chain formed by blocks 33-35. Therefore, the resulting signal on the measuring winding b is the total signal of the emf of the tuning frequency and the harmonics of the emf of the modulation current frequency of the generator 20, modulated in amplitude by the low-frequency square voltage.
Указанный сигнал проходит согласующий блок 21 и поступает isa вход второГО управл емого ключа 22, который управл етс одновибратором 36, синхронк.чированным от делител 34 частоты. В результате второй управл емый ключ 22 оказываетс запертым на часть периода пр моугольного низкочастотного тока, формируемого блоком 35. Поэтому переходные процессы , возникающие на обмо- Кс 6 згледствие приложени к ней пр моугг.-лы-ого г-1ацр жени , вырезаютс . Длитол.нсгт):. вырс-зас мой части периода регулируетс с томощьк подстройки одновибратора 36.This signal passes the matching unit 21 and receives the isa input of the second control key 22, which is controlled by a single vibrator 36 synchronized from frequency divider 34. As a result, the second control key 22 is locked for a part of the period of the rectangular low-frequency current generated by the block 35. Therefore, the transients occurring on the winding Cc 6 due to the application of the straight-go g-1crc to it are cut out. Dlitol.sgt) :. The high part of the period is regulated by adjusting the one-shot 36.
Форма входного напр жени вторО)о управл емого ключа 22 (U2i ) показана на фиг. 3, а форма его выходного напр жени приведена на фиг. 4 (1)22)Так как И} дуктивности обмоток магнитомодул ционного преобразовател 1, как правило, невелики, то и ..члител:- 1ость переходных процессов, вознчкаюп их на них, небольща . Вследствие этого небольшие разрывы выходного сигнала второго управл емого ключа 22 на работе фильтров 23-25, 29 и 30 практически не сказываютс , а наличие интеграторов 27 и 32 практически полностью исключает вли ние этих разрывов на работу устройства в иелом.The shape of the input voltage of the second is about the controlled key 22 (U2i) shown in FIG. 3, and the shape of its output voltage is shown in FIG. 4 (1) 22) Since I} of the ductility of the windings of the magnetic modulating converter 1, as a rule, is small, then the factor: - 1 transient processes, carrying them on them, is small. As a result, small gaps in the output of the second control key 22 do not affect the operation of filters 23–25, 29, and 30, and the presence of integrators 27 and 32 almost completely eliminates the effect of these gaps on the operation of the device.
Сигнал с выхода блока 22 поступает на вход режекторного фильтра 23, подавл ющего первую гармонику тока модул ции генератора 20. Напр жение с его зы.хода поступает на входы фильтра 24 зерх11и.-; частот и фильтра 29 низких частот,The signal from the output of the block 22 is fed to the input of the notch filter 23, which suppresses the first harmonic of the modulation current of the generator 20. The voltage from its input is fed to the inputs of the filter 24 of the top 11; frequency and filter 29 low frequencies
0 Фильтр 24 верхних частит, и-рвый полосовой фильтр 25, демодул;ггс1|; 2f: Р 1ратор 27 В1мдел :K)i мгуД .,i i:, i;::,:;,r i/ -i:, ;:--гг 1литуде сигнал частоть )а-. н;.1лс л ют и сглаживают его огибаклцую, ;--;()Т1;)Г)а затем подаетс па управлиющий BX(J,I, iравл емого усилител 28. При этом значение величины коэффициента усилени усилител 28 опреде.шетс средним значением амплитуды огибаюнлей сиг.чил; :io,iстройки .0 The filter 24 of the upper parts, and-фильтр bandpass filter 25, demodul; ggs1 |; 2f: P 1rator 27 B1 model: K) i MDU., I i :, i; ::,:;, r i / -i :,;: - yy 1 liter signal frequency) a-. n; .1lsl lt and smooth it around the curvature,; -; () T1;) D) and then the control BX is fed (J, I, an equivalent amplifier 28. The value of the gain value of the amplifier 28 is determined by the average the magnitude of the amplitude of the bending around the signal.: io, idevices.
Одновременно фи„1ьтр 29 .х -.астот и второй полосовой фильтр 30 выдел ют вторую гармонику тока модул ции генератора 20, промодулированную низксчастстны .5 прй.моугольныл-; напр женке. с частотой тока преобразовате. 35 .напр жение- ток, котора поступает вход иерного унравл е.мого ключа 31.At the same time, phi 1p 29 .x-ω frequency and the second band-pass filter 30 separate the second harmonic of the modulation current of the generator 20, modulated by a low frequency .5 square coal; tightly. with the frequency of the current transform. 35. The voltage that flows into the input of the control key of its key 31.
На управл ющие входы первого упра;4л е .мого ключа 3; гюдаютс ннзкочаг:тг,-гн:,С пр моугольное напр жение от ./ю.литс.л:-: частоты и пр моугольУ ое нанр ж::нис /лйсеппой частоты модул ции от умножнтг.:; 33 частоты, поэтому первый управл ть; :- /; к 31 ) течение одного л ;у рк{)да оП.4Коч; Г ТОТ1ЮГО напр жени работает ка;-; ;;г|ь,ерти5 рующий детектор, а в теченш:- дру) Gio «о-лупернода - как (1СИ;1В(1Угцр)(;;ций ,:И-1 Форма папр .жени на вычс-дх- i ii-rr;:- :-ii при отсутствии разности твмнсрчтур у;.жду спа ми термопары 15 и отсутствии остаточной намагниченности материала магнитопровода магнитомодул ционного токосъемника 1 представл ет собой отрицательные и положительные пр моугольники низкочастотного напр жени дополнительной модул ции , заполненные полуволнами синусоид напр жени второй гармоники частоты тока модул ции генератора 20. Причем площади отрицательной и положительной полуволн должны быть при этих услови х одинаковы, поэтому на выходе второго интегратора 32 будет нулевой сигнал. Соответственно, через регистратор 37 ток по обмотке 8 обратной св зи магнитомодул ционного токосъемника 1 протекать не будет. В случае, если остаточна намагниченность материала магнитопровода магнитомодул ционного токосъемника 1 отлична от нул , то остаточный магнитный поток будет либо суммироватьс в один из полупериодов низкочастотного магнитного потока, создаваемого обмоткой 6 и преобразователем 35 напр жение-ток, либо вычитатьс из него в другом полупериоде. Очевидно, что это приводит к по влению разности площадей положительного и отрицательного пр моугольника низкочастотного напр жени после первого управл емого ключа 31. Пропорциональное разности этих площадей напр жение с выхода второго интегратора 32 усиливаетс управл емым усилителем 28, и ток, протекающий через регистратор 37 по обмотке 8 обратной св зи магнитомодул ционного токосъемника 1, компенсирует этот ложный сигнал. Поэтому после прогрева аппаратуры перед началом измерений должен выставл тьс ноль у регистратора 37. При по влении разности те.мператур между спа ми термопары 15 во вращающейс цепи протекает посто нный ток, пропорциональный этой разности. В соответствии с принципом работы магнитомодул ционного токосъемника 1 это вызывает изменение уровн второй гармоники тока модул ции генератора 20 в спектре его выходного сигнала на неподвижной измерительной обмотке 6. Изменение амплитуды второй гармоники приводит к соответствующему изменению глубины модул ции ее низкочастотным пр моугольным током преобразовател 35 напр жение-ток. Соответственно , при этом измен етс и соотнощение площадей отрицательного и положительного пр моугольников низкочастотного напр жени на выходе управл емого ключа 3. Тогда на выходе второго интегратора 32 по вл етс посто нное напр жение, значение которого пропорционально разности площадей пр моугольников на входе ключа 3 {или разности температур между спа ми термопары 15) а знак зависит от направлени посто нного тока термопары 15 во вращающейс обмотке 5. Это напр жение преобразуетс управл емым усилителем 28 в ток, который через регистратор 37 заводитс в обмотку 8 обратной св зи магнитомодул ционного токосъемника 1, компенсиру магнитный поток, развиваемый током термопары 15 во вращающейс обмотке 5. Значение посто нного тока, протекающего через регистратор 37 в обмотке 8 обратной св зи, однозначно соответствует разности температур между спа ми термопары 15. Окончательное определение температуры вращающегос объекта в месте закладки термопары 15 производитс с учетом значени температуры холодного спа , определ емого с помощью терморезистора 16, индуктивного токосъемника 3 и блока 18 измерени . Блок 18 измерени температуры холодного спа термопары 15 может быть выполнен по известной измерительной схеме с трансформацией сопротивлени или с емкостными токосъемниками. Изменени коэффициентов преобразовани индуктивного токосъемника 2 или магнитомодул ционного токосъемника 1 при изменени х температуры окружающей среды , привод щих к изменению активных сопротивлений обмоток, изменению магнитных свойств материала магнитопровода, воздушных зазоров и т. п., компенсируютс с помощью цепи преобразовани тестового сигнала , включающей блоки 21-28. При этом изменени уровн огибающей сигнала подстройки на выходе первого интегратора 27 с обратным знаком подаютс на управл ющий вход управл емого усилител 28, измен его коэффициент усилени таким образом, чтобы коэффициент передачи тракта , включающего магнитомодул ционный токосъемник 1, линию св зи, согласующий блок 21, второй управл емый ключ 22, режекторный фильтр 23, фильтр 29 низких частот, второй полосовой фильтр 30, первый управл емый ключ 31, второй интегратор 32 и управл емый усилитель 28, оставалс посто нным. Тем самым в получающейс компенсационной схеме исключаетс вли ние мультипликативных составл ющих погрешности преобразовани . Аддитивна составл юща погрешности преобразовани магнитомодул ционного токосъемника 1 устран етс с помощью дополнительной модул ции, осуществл емой с помощью цепи, состо щей из блоков 31 - 35. При этом используетс симметри кривой намагничивани магнитопровода магнитомодул ционного токосъемника 1,что обеспечивает одинаковое изменение площадей отрицательного и положительного пр моугольников после первого управл емого ключа 31 (одинаковое уменьшение или одинаковое увеличение) при изменении магнитных свойств при колебани х температуры, так что разность их остаетс посто нной.On the control inputs of the first control; 4l e. My key 3; These are the following: tg, -n:, c rectangular voltage from ./yy.lit.l:-: frequencies and right-handed nanr: n / lyseppoy modulation frequency from multiply:; 33 frequencies, therefore the first to control; : - /; to 31) for one l; y rk {) and OP.4Koch; H tot1gogo voltage works ka; -; ;; g | ь, certifying detector, and in the course of: - another) Gio "o-lupernod - as (1SI; 1B (1 Ugtsr) (;; tions,: I-1 Form of pap. ii-rr;: -: -ii in the absence of a differential in voltage;; waiting for thermocouple junctions 15 and in the absence of residual magnetization of the magnetic core material of the magnetic modulation current collector 1 are negative and positive rectangles of the low-frequency modulation additional voltage filled with half-wave sinusoids second harmonic frequency modulation current generator 20. Moreover, the area of negative and under these conditions, the positive half-waves should be the same, so the output of the second integrator 32 will be a zero signal. Accordingly, the current through the feedback winding 8 of the magnetic modulating current collector 1 will not flow through the recorder 37. In the event that the residual magnetization of the magnetic modulation magnetic circuit material current collector 1 is different from zero, then the residual magnetic flux will either be summed up in one of the half cycles of the low-frequency magnetic flux created by the winding 6 and the voltage converter 35 The current is either subtracted from it or in another half period. Obviously, this leads to the appearance of a difference in the areas of the positive and negative rectangles of the low-frequency voltage after the first control key 31. The voltage proportional to the difference in these areas from the output of the second integrator 32 is amplified by the controllable amplifier 28, and the current flowing through the recorder 37 is The feedback winding 8 of the magnetically-modulating current collector 1 compensates for this spurious signal. Therefore, after the equipment has warmed up, before recording the measurements, the recorder 37 should be set to zero. When the temperature difference between the thermocouple 15 thermocouples 15 in the rotating circuit appears, a constant current is proportional to this difference. In accordance with the principle of operation of the magnetically-modulated current collector 1, this causes a change in the level of the second harmonic of the modulation current of the generator 20 in the spectrum of its output signal on the fixed measuring winding 6. A change in the amplitude of the second harmonic leads to a corresponding change in the modulation depth of its low-frequency rectangular current converter 35 live-current. Accordingly, the ratio of the areas of the negative and positive rectangles of the low-frequency voltage at the output of the control key 3 also changes. Then a constant voltage appears at the output of the second integrator 32, the value of which is proportional to the difference of the squares of the rectangles at the input of the key 3 { or the temperature difference between the thermocouple junctions 15) and the sign depends on the direction of the direct current of the thermocouple 15 in the rotating winding 5. This voltage is converted by the controlled amplifier 28 to a current that The horn 37 enters the feedback winding 8 of the magnetically-modulated current collector 1 to compensate for the magnetic flux generated by the current of the thermocouple 15 in the rotating winding 5. The value of the direct current flowing through the recorder 37 in the feedback winding 8 uniquely corresponds to the temperature difference between the spans thermocouples 15. The final determination of the temperature of the rotating object at the location of the thermocouple 15 is made taking into account the temperature value of the cold spa, determined by means of a thermistor 16, inductive the maker 3 and the measurement unit 18. The unit 18 for measuring the temperature of the cold spa thermocouple 15 can be made according to a known measuring circuit with resistance transformation or with capacitive current collectors. Changes in the conversion coefficients of an inductive current collector 2 or a magnetic modulating current collector 1 with changes in ambient temperature leading to a change in the active resistance of the windings, a change in the magnetic properties of the material of the magnetic circuit, air gaps, etc. are compensated for using a test signal conversion circuit including blocks 21-28. At the same time, the changes in the level of the trimming envelope at the output of the first integrator 27 with the opposite sign are fed to the control input of the controlled amplifier 28, changing its gain so that the transmission coefficient of the path, including the magnetic modulation current collector 1, link, matching unit 21 , the second controllable key 22, the notch filter 23, the low-pass filter 29, the second band-pass filter 30, the first controllable key 31, the second integrator 32 and the controllable amplifier 28, remained constant. Thus, in the resulting compensation scheme, the influence of the multiplicative components of the conversion error is eliminated. The additive component of the conversion error of the magnetically modulated current collector 1 is eliminated by means of additional modulation implemented by a circuit consisting of blocks 31 - 35. This uses the symmetry of the magnetization curve of the magnetic circuit of the magnetic modulating current collector 1, which ensures the same change in the area of the negative and magnetic fields. positive rectangles after the first control key 31 (the same decrease or the same magnification) when the magnetic properties change with fluctuations temperatures so that their difference remains constant.
Таким образом, предлагаемое устройство имеет повышенную чувствительность и точность преобразовани по сравнению с прототипом благодар повышению информативности выходного сигнала магнитомодул ционного токосъемника 1 при осуществлении дополнительной модул ции низкочастотным пр моугольным разнопол рным током с выхода преобразовател 35 напр жение-ток. Следовательно, это приводит к соответствуюш.им увеличению чувствительности устройства в целом и повышению точности преобразовани . Этот эффект тем больше, чем короче переходные процессы на обмотке 6 магнитомодул ционного токосъемника 1.Thus, the proposed device has an increased sensitivity and accuracy of conversion compared with the prototype due to the increased information content of the output signal of the magnetic modulating current collector 1 when performing additional modulation with a low-frequency rectangular current-different current-voltage converter 35. Consequently, this leads to a corresponding increase in the sensitivity of the device as a whole and an increase in conversion accuracy. This effect is the greater, the shorter the transients on the winding 6 of the magnetomodulation current collector 1.
На фиг. 5 это увеличение пропорционально заштрихованной сеткой плошади пр моугольного импульса, представл ющей собой разность между синусоидальным сигналом на выходе первого управл емого ключа в прототипе и пр моугольным напр жением в предлагаемом устройстве.FIG. 5, this increase is proportional to the hatched grid of the square rectangular pulse, which is the difference between the sinusoidal signal at the output of the first controlled key in the prototype and the rectangular voltage in the proposed device.
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позвол ет повысить точность и достоверность определени запасов прочности у разрабатываемых газотурбинных двигателей, вращающихс печей, ультрацентрифуг и т. п. при проведении их экспериментальных исследований и доводке. Использование устройства в различных отрас т х промышленности, где требуетс осуществл ть непрерывный контроль температуры вращающихс объектов, позволит оптимизировать производственные процессы и получить значительное количество дополнительной продукции без капитальных вложений .The proposed device, in comparison with the prototype, makes it possible to increase the accuracy and reliability of determining the safety margins of gas turbine engines being developed, rotary kilns, ultracentrifuges, etc., when conducting their experimental research and development. The use of the device in various industries where continuous monitoring of the temperature of rotating objects is required will allow optimizing production processes and obtaining a significant amount of additional products without capital investments.
Использование предлагаемого устройства дл термометрировани турбин разрабатываемых газотурбинных двигателей позволит получить экономический эффект до 25-40 тыс. руб. в год.The use of the proposed device for thermometry turbines developed gas turbine engines will allow to obtain an economic effect of up to 25-40 thousand rubles. in year.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813268377A SU972265A1 (en) | 1981-04-02 | 1981-04-02 | Multi-channel device for measuring rotating object temperature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813268377A SU972265A1 (en) | 1981-04-02 | 1981-04-02 | Multi-channel device for measuring rotating object temperature |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU972265A1 true SU972265A1 (en) | 1982-11-07 |
Family
ID=20950680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU813268377A SU972265A1 (en) | 1981-04-02 | 1981-04-02 | Multi-channel device for measuring rotating object temperature |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU972265A1 (en) |
-
1981
- 1981-04-02 SU SU813268377A patent/SU972265A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109474219A (en) | A kind of parameter of electric machine discrimination method based on frequency dividing coupling | |
| SU972265A1 (en) | Multi-channel device for measuring rotating object temperature | |
| SU972266A1 (en) | Multi-channel device for measuring rotating object temperature | |
| SU994935A2 (en) | Multi-channel device for measuring rotating body temperature | |
| SU924522A1 (en) | Multi-channel device for measuring temperature of rotating object | |
| SU1103094A2 (en) | Multi-channel device for measuring temperature of rotating objects | |
| SU1154556A1 (en) | Multichannel device for measuring temperature of rotating object | |
| SU870983A2 (en) | Multi-channel device for measuring temperature of rotating objects | |
| SU1163164A1 (en) | Multichannel device for measuring temperature of revolving object | |
| SU1154557A1 (en) | Multichannel device for measuring temperature of rotating object | |
| SU787913A1 (en) | Multiduct apparatus for measuring temperature of rotating object | |
| SU1129563A1 (en) | Device for measuring symmetrical components of three-phase ac voltage system | |
| SU894546A1 (en) | Device for checking hardness | |
| SU1154555A1 (en) | Multichannel device for measuring temperature of rotating object | |
| SU1368814A1 (en) | Instrument transducer of electrical conductance of liquid | |
| US2874350A (en) | Measuring system | |
| SU861974A1 (en) | Device for measuring temperature | |
| SU935809A1 (en) | Device for measuring amplitude frequency characteristics | |
| SU903696A1 (en) | Displacement transducer | |
| RU2349041C1 (en) | System of multichannel signaling | |
| RU1800546C (en) | Device for testing insulation of circuits of generator voltage of generator-transformer unit with direct water cooling of winding of stator | |
| SU690328A1 (en) | Multichannel temperature-measuring device | |
| SU1136036A1 (en) | Device for measuring temperature of rotating object | |
| SU1308886A1 (en) | Device for eddy-current checking | |
| SU1402977A1 (en) | Method and apparatus for magnetic modulation conversion |