Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩйИДИХСЯ ДЕТАЛЕЙ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК, содержащее генератор прямоугольного напряжения , усилитель постоянного тока, тензорезистор, регистрирующий блок

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.g(59G 01 5 1 е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г— (ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3352142/18-21 (22) 02.11.81 (46) 30.06.83. Вюл. Р 24 (72) С.С.Торопов и В.Ф.Проценко (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 531.717.55(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 481959, кл. Н 01 R 39/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2975031, кл.G 01 D 5/12, 21.08.80. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЮЩИХСЯ

ДЕТАЛЕЙ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК, содержащее генератор прямоугольного напряжения, усилитель постоянного тока, тензорезистор, регистрирующий блок

„„SU„„1026013 А р питающий токосъемник трансформаторного типа, включающий первичную и подвижную обмотки и обмотку обратной связи, включенную между выходом генератора прямоугольного напряжения и инвертирующим входом усилителя постоянного тока, к выходу которого подключен один конец первичной обмотки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен трансформаторный преобразовательный блок .с двумя обмотками, одна из которых включена между вторым концом первичной обмотки токосъемника и общим приводом, а вторая соединена с входом регистрирующего блока, при зтом тенэорезистор подключен к зажимам подвижной обмот- . ки.

1026013

10 вращения. Надежность работы токосъемного узла в таких условиях оказывается наиболее низкой в сравнении с другими узлами всего -устройства

)5 для измерения параметров вращающихся деталей.

) Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, О что в устройство, содержащее генераы тор прямоугольного напряжения, усилитель постоянного тока, тензорезистор, регистрирующий блок и питающий токосъемник трансформаторного типа, включающий в себя первичную и подвижную обмотки и обмотку обратной связи, включенную между выходом генератора прямоугольного напряжения и инвертирующим входом усилителя постоянного тока, к выходу которого подключен один конец первичной обмотки, введен трансформаторный преобразовательныйй блок с двумя обмотками, одна иэ которых включена между вторым концом первичной обмотки токосъемника

35 и общим проводом, а вторая соединена с входом регистрирующего блока, при этом тензорезистор подключен к зажимам подвижной обмотки.

На чертеже приведена блок-схема

4О предлагаемого устройства.

Устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок содержит питающий токосъемник 1 трансформаторного типа, включающий в себя первичную обмотку 2, обмотку 3 обратной связи и подвижную обмотку 4, генератор

5 прямоугольного напряжения, усилитель б постоянного тока, тенэорезистор 7, расположенный на вращающейся о части 8 силовой установки, трансформаторный преобразовательный блок

9 с обмотками 10 и 11 и регистрирующий блок 12.

Устройство работает следующим обра

55 зом.

Электрический сигнал в форме прямоугольного напряжения с выхода генератора 5 прямоугольного напряжения через обмотку 3 обратной

60 связи поступает на инвертирующий вход усилителя б постоянного тока и возбуждает ток i â первичной обмотке 2 питающего токосъемника 1 трансформаторного типа. Ток i индуктиру6 ет напряжение в подвижной обмотке 4

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров (давления, деформаций, вибраций) вращающихся деталей силовых установок — электрических машин, газотурбинных двигателей и т.п.

Известно устройство для измерения динамических параметров вращающихся деталей силовых установок с помощью бесконтактных токосъемников трансформаторного типа и резистивных преобразователей - тензорезисторов, содержащее на вращающейся части силовой установки выпрямители, стабилитроны и фильтры для питания измерительной цепи постоянным током $1

Недостатком этого устройства является невозможность одновременного обеспечения работоспособности при высоких температурах окружающей сред и широком частотном диапазоне контролируемого параметра.

Известно также устройство, содержащее генератор прямоугольного напряжения, усилитель постоянного тока, тензометрический мост, регист.рирующий блок., питающий токосъемник трансформаторного типа, включающий в себя первую подвижную обмотку, первичную обмотку и обмотку обратной связи, включенную между выходом генератора прямоугольного напряжения и инвертирующим входом усилителя постоянного тока, к выходу которого подключен один конец первичной обмотки, второй конец которой соединен с общим приводом, а также передающий TQKocúåìíèê трансформаторного типа, включающий B себя вторую подвижную и неподвижную обмотки, при этом первая и вторая подвижные обмотки соединены с соответствующими диагоналями тензометрического моста, а неподвижная обмотка — с входом регистрирующего блока.

Сущность работы известного устройства заключается в питании измерительной цепи, расположенной на вращающейся части силовой установ ки, квазипостоянным напряжением в форме длительных разнополярных прямоугольников благодаря нулевому разностному сигналу, получаемому путем сравнения двух напряжений напряжения на выходе генератора прямоугольного напряжения и напряжения, индуктируемого в обмотке обратной связи 2 .

Недостатком известного устройства являются большой габарит токосъемного узла и невысокая надеж.ность. Это объясняется тем, что для реализации одного канала измерения динамического параметра необходимы два токосъемника трансформаторного типа - передающий и питающий. В большинстве практических случаев требуется создание многоканальных систем измерения параметров врà zeraHxcя деталей силовых установок, где осевые

5 и радиальные габариты токосъемного узла ограничены. Токосъемный узел работает в условиях повышенной вибрации, значительных температур окружающей среды при наличии агрессивных компонентов и при высоких скоростях

1026013

Составитель М.Катанова

Редактор Л.филь Техред В. Далекорей Корректор A.Ïîâõ

Заказ 4547/34 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и обмотке 3 обратной связи. Так как обмотка 3 обратной связи включена последовательно с выходом генератора 5 прямоугольного напряжения, то при соответствующей фазировке обмотки 3 напряжение, индуктируемое в ней, 5 будет всегда в противофазе с напряжением на выходе генератора 5. Разностный сигнал поступает на инвертирующий вход усилителя 6 постоянного тока и при достаточно большом 10 коэффициенте усиления по напряжению усилителя 6 стремится к нулю. Таким образом, в обмотках 3 и 4 будут индуктироваться напряжения, близкие по форме к напряжению на выходе генератора 5 прямоугольного напряжения. Обмотка 10 трансформаторного преобразовательного блока 9 включена последовательно с первичной обмоткой 2 токосъемника 1, а слецовательно, обтекается тем же током i .

Этот ток индуктирует в другой обмотке 11 трансформаторного преобразовательного блока 9 прямоугольное напряжение, которое поступает на вход 25 регистрирующего блока 12.

Тензорезистор 7, расположенный на вращающейся части 8 силовой установки, находится под воздействием конт- ролируемого параметра х(). Изменение величины сопротивления теизореэистора 7 приводит к изменению величины тока i текущего через него, а соответственно, и к изменению тока i, текущего через обмотку 10 трансформаторного преобразовательного блока 9. Поскольку контролируемый параметр х(t) - динамический (вибрация, давление, деформация), то информативный сигнал, содержащийся в токе 1, будет переменным, с час- 4О тотой контролируемого параметра x(t) . тот сигнал индуктирует в обмотке 11 трансформаторного преобразовательного блока 9 напряжение, которое налагается íà прямоугольное н пр жен е, 45 поступающее на вход регистрирующего блока, где осуществляется выделение и регистрация информативной составляющей смешанного сигнала.

Отсутствие в предлагаемом устройстве передающего токосъемника позволяет практически вдвое сократить размеры токосъемного узла или при

;тех же допустимых габаритах на его размеры увеличить число измерительных каналов ° Сокращение числа элементов с низкой надежностью значительно повышает ресурс работы устройства.

Кроме того, устройство имеет более широкий частотный диапазон измерения. Это объясняется тем, что ток текущий через обмотку 10 транс- форматорного преобразовательного блока 9, не зависит от величины и характера входного сопротивления этого блока, что обеспечивается в результате использования усилителя 6 постоянного тока с большим коэффициентом усиления по напряжению.

Следовательно, можно считать, что обмотка 10 трансформаторного преобразовательного блока 9 питается от источника тока. Если режим работы блока 9 выбрать близким к холостому ходу (т.е. входное сопротивление регистрирующего блока 12 выполнить значительным), то трансформаторный преобразовательный блок 9 оказывается преобразовательным блоком ток-напряжение, амплитудно-частотная характеристика такого блока является нарастающей в функции частоты. Следовательно,, завал частотной характеристики устройства на высоких частотах в результате наличия индуктивностей рассеяния первичной и подвижной обмоток токосъемника 1 будет компенсироваться подьемом частотной характеристики переформаторного преобразовательного бло ка 9; отсутствие в устройстве передающего токосъемника — нестандартного элемента устройства, технология изготовления которого сложна, так как сопряжена с необходимостью обеспечения воздушных зазоров 0,10,3 мм между вращающейся и неподвижной частями магнитопровода и изготовлением обмоток для работы на оборотах, достигающих нескольких десятков тысяч в минуту, позволяет обеспечить высокую надежность, а также повышенный ресурс работы устройства.