Устройство для измерения параметров на вращающихся валах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НА ВРАЩАЮЙ ХСЯ ВАЛАХ, содержащее стационарную и вращак11уюся части, связанные измерительные каналом и каналом питания, который выполнен в виде трансформатора со стационарной и вращающейся обмотками, причем стационарная часть содержит два преобразователя параметров времяимпульсных сигналов в напряление, элемент НЕ и истЬчник переменного тока, подключенный к стационарной обмотке трансформатора, а вращающаяся часть содержит два измерительных преобразователя, каждый из которых содержит резисторный преобразователь и формирователь времяимпульсных сигналов, которые подключены к вращающейся обмотке трансформатора через последовательную цепочку из выпрямителя и стабилизатора , отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия , на вращающейся части установлены два токостабилизируищих элемента , а на ста1и онарной части - усилитель , три потенциальных ключа, элемент И и элемент ИЛИ, при этом измерительный канеш образован фотопарой , содержащей светодиод, расположенный на вращающейся части, и фотодиод , установленный на стационарной части и подключенный через усилитель к входам потен1фальных ключей, выход одного из которых подключен к входу одного преобразователя параметров вpeмяи шyльcныx сигналов в напряжение и через элемент НЕ - к (Л одному входу элемента И, к второму входу которого подключен выход второго потенциального ключа, а к выходу элемента И подключен один вход элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход третьего потенциального ключа, ai к эыходу вход второго преобразователя параметров времяимпульсных пигналов :л в напряжение, причем выходы измерительных преобразователей через со;о ответствующие токостабилизиру1ччие 4i элементы подключены к светоДиоду. ел 42а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19l (И) у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ )

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3496572/18-10 (22) 04.10.82

Р (46) 07,12.83. Бюл.Р45 (72) О.В. Галкин (53) 531.781.2:539 ° 3!536.5(088.8) (56) 1. Груздев С.В. Прсыин E.M. Импульсная тензометрия. "Энергия", 1976, с.73-76.

2. Авторское свидетельство СССР

9 717576, кл. G 01 L 3/10, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

OAPAMETPÎÂ НА ВРАЩМЭ(ИХСЯ ВАЛАХ, содержащее стационарную и враща(х(уюся части, связанные измерительным каналом и каналом питания, который выполнен в виде трансформатора со стационарной и вращающейся обмотками, причем стационарная часть содержит два преобразователя параметров времяимпульсных сигналов в напряжение, элемент НЕ и источник переменного тока, подключенный к стационарной обмотке трансформатора, а вращающаяся часть содержит два измерительных преобразователя, каждый из которых содержит резисторный преобразователь и формирователь времяимпульсных сигналов, которые подключены к вращающейся обмотке трансформатора через последовательную .

ИЯ) 0 01 L 3 24; 6 01 В 7/16;Й 011, 3/10 цепочку из выпрямителя и стабилизатора, о т л и ч а в щ е е с я тем, что, с целью повыаения быстродействия, на вращающейся части установлены два токостабилизирующих элемента, а иа стационарной части - усилитель, три потенциальных ключа, элемент И и элемент ИЛИ, при этом измерительный канал ббразован фотопарой, содержащей светодиод, расположенный на вращающейся части, и фотодиод, установленный на стационарной части и подключенный через усилитель к входам потенциальных ключей, выход одного иэ которых подключен к входу одного преобразователя параметров времяимпульсных сигналов в Е

CR напряжение и через элемент НŠ— к одному входу элемента И, к второму входу которого подключен выход второго потенциалвного ключа, а к выходу элемента И подключен один вход элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход третьего потенциального ключа, а к зыходу— вход второго преобразователя параметров времяимпульсных сигналов в напряжение, причем выходы измерительных преобразователей через соответствующие токостабилизирук(ие элементы подключены к светодиоду.

1059454

Изобретение относится к измерительной технике и может быть. использовано для измерения параметров физических величин на вращающихся валах, например деформаций, температуры, давления и т.д. 5

Известно устройство для измерения параметров на врашаюцихся валах, состоящее из нескольких измерительных тензорезисторных мостовых цепей с импульсным питанием, выход- 10 ные сигналы которых запоминаются и поочередно преобразуются преобразователем во времяимпульсные сигналы, которые также поочередно передаются по каналу связи к стационарным блокам уст- 15 ройства P) .

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагае>лому является устройство для измерения па- 20 раметров на нращающихся валах, содержащее стационарную и вращающуюся части, связанные измерительным каналом и каналом питания, который выполнен в виде трансформатора со стационарной 75 и вращающейся обмотками, причем стационарная часть содержит два преобразователя параметров времяимпульсных сигналов в найряжение, элемент НЕ и: источник переменного тока, подключенный к стационарной обмотке транс-<—

30 форматора, а вращающаяся часть содер жит два измерительных преобразователя, каждый из которых содержит резисторный преобразователь и формирова-, тель времяимпульсных сигналов, и которые подключены к вращающейся обмотке трансформатора через последовательную цепочку из выпрямителя и стабилизатора (2) .

Однако это устройство также имеет 40 недостаточное быстродействие вследствие последовательного взаимодействия измерцтельных преобразователей.

Цель изобретения - повыаение быстродействия. 45

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения пара . метров на вращающихся валах, содержащем стационарную и вращающуюся части, связанные из>лерительным каналом и каналом питания, который выполнен в виде трансформатора со стационарной и вращающейся обмотками, причем стационарная часть содержит два преобразователя параметров времяимпульсных сигналов в напряжение, элемент НЕ

ы источник пере>ленного тока, подключенный к стационарной обмотке .трансформатора, а вращающаяся часть содержит два измерительных преобразователя, каждый из которых содержит резисторный преобразователь и формирователь времяимпульсных сигналон, которые подключены к вращающейся обмотке трансформатора через последовательную цепочку из выпрямителя и ста- 65 билизатора, на вращавшейся части установлены два токостабилизирувщих элемента, а на стационарной части усилитель,. три потенциальных ключа, элемент И и элемент ИЛИ, при этом измерительный каиал образован фотопарой, содержащей светодиод, расположенный на вращавшейся части, и фотодиод, установленный на стационарной части и подключенный через усилитель к входам потенциальных ключей, выход одного из которых подключен к входу одного преобразователя параметров времянмпульсных сигналов в напряжение и через элемент HE — к одному входу элемента И, к второму входу которого подключен выход второго потенциального клвча, а к выходу элемента И подключен один вход эле-. мента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход третьего потенциального ключа, а к выходу — вход второго преобразователя параметров нремяимпульсных сигналов в напряжение, причем выходы измерительных преобразователей через соответствующие токостабилизирующие элементы подключены к светодиоду.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из источника

1 переменного тока, стационарной обмотки 2 вращающегося тра сформатора 3, вторичной обмотки 4 вращающегося трансформатора выпрямителя

), стабилизатора б, первого формиро" вателя 7 времяимпульсных сигналов, первой мостовой цепи 8, второго формирователя 9 времяимпульсных сигналов, второй мостовой цепи 10, двух токостабилизируюших элементов 11 и 12, светодиода 13, фотодиода 14, согласующего усилителя

15, трех потенциальных ключей 1618, схемы И 19, схемы НЕ 20, схемы

ИЛИ 21 и днух преобразователей 22 и 23 нремяимпульсных сигналов в напряжение.

Источник 1 переменного тока связан через стационарную 2 и вращавшуюся обмотку 4 трансформатора 3 с последовательно соединенными выпрямителем 5 и.стабилизатором б.

К выходу стабилизатора б подключены цепи питания формирователей 7 и 9 времяимпульсных сигналов, входы которых соединены с >лостовыми цепями 8 и 10, содержащими чувствительные элементы измеряемых пара>летров, например тензорезисторы. Выходы преобразонателей 7 и 9 через токостабилизирувщие элементы 11 и 12 подключены к светодиоду 13.

Фотодиод 14, установленный соосно со снетодиодом 13, через согласующий усилитель 15 связан с входами потенциальных ключей 16-18. Вы1059454 ход первого потенциального ключа

16 соединен с первым входом схемл

И 19, выход второго потенциального ключа 17 соединен с.входом первого преобразователя 23 времяимпульсных сигналов в напряжение, и через схе- 5 му НЕ 20 - с вторым входом схемы

И 19, выход схемы И 19 и выход третьего потенциального ключа 18 соединены через схему ИЛИ 21, с входом второго преобразователя 22 времяимпульсных сигналов в напряжение.

Напряжение с выхода источника 1 переменного тока подается через вращающийся трансформатор 3 на вход выпрямителя 5 и затем стабилизируется в стабилизаторе 6. Выходное напряжение стабилизатора 6 используется

:для питания формирователей 7 и 9 вреияимпульсных сигналов.

Под воздействием из леряемых параметров на чувствительные элементы мостовых цепей 8 и:LO последние изменяют свое сопротивление, что приводит к изменению временных параметров импульсов на выходе 25 формирователей. 7 и 9. . Во время действия выходного импульса первого формирователя 7 времяимпульсных сигналов формируется импульс.в токостабилизируюцем элементе 11, во время импульса с выхода второго формирователя 9 времяимпульсных сигналов формируется импульс тока в стабилизирующем элементе 12, причем амплитуда тока в токостабилиэирующем элементе 12 З5 больше, чем амплитуда тока в токостабилизируюцем элементе 11, например в два раза. Импульсы тока, поступаюцие на светодиод 13, вызывают различное по яркости свечение. В 40 рассматриваемом случае импульсы от токостабилизирующего элемента 11 вызывают один уровень яркости свечения светодиода 13, под действием импульсов токостабилизируюцего эле- 45 мента 12 яркость свечения удваивается, а при совпадении во время импульса токостабилизирующих элементов

11 и 12 яркость свечения утраивается.

На стационарной части устройства вспышки светодиодов 13 воспринимаются фотодиодом 14. TQK фотодиода 14 усиливается в согласующем усилителе

15 и его выходное напряжение пропорционально яркости свечения светодио55 да 13. Потенциальные ключи 16-18 настроены на отличные друг от друга пороги срабатывания. Первый потенциальный -ключ 16 настроен на напряжение срабатывания, соответствующее яркости свечения светодиода 13 в том случае, когда на светодиод 13 поспоступает импульс тока только от токостабилизирующего элемента 11. Второй потенциальный ключ 17 настроен 65 на напряжение срабатывания, соответствующее ярк эсти свечения светодиода

13 в том случае, когда на светодиод

13 поступает импульс тока только от гокостабилизируюцего элемента 12 ..

В рассматриваемом примере напряжения срабатывания потенциальных ключей

16 и 17 соответственно равны y u 2y.

Значение напряжения выбрано в середине диапазона изменения выходного напряжения на выходе согласующего усилителя 15 при воздействии на светодиод 13 импульса от токостабилизирующего элемента 11.. Третий потен-. циальный ключ 18 имеет порог срабатывания 3Ч, соответствующий .одновременной подаче импульсов от токостабилизирующих элементов 11 и 12 на светодиод 13.

В том случае, когда на светодиод

13 поступают импульсы только от стабилизирующего элемента 11, период которых функционально связан с первой измеряемой величиной, происходит формирование логической "1 на выходе потенциального ключа 16. На выходе потенциального ключа 17 удерживается логический О, поэтому на выходе схемы И 19 появляется "1" и через схему

ИЛИ 21 происходит запуск преобразователя 22 вре ляимпульсных сигналов в напряжение, выходное напряжение которого функционально связано с первой измеряемой величиной. Запуск преобразователя 23 времяимпульсиых фсигналов в напряжение не осуществляется, так как на выходе потенциального ключа 17 имеется логический 0".

В том случае, когда на светодиод 13 поступают импульсы только от токостабилизирующего элемента

12, период которых функционально связан с второй измеряемой величиной, прои сходит формирование ло гиче ской единицы на выходах потенциальных ключей 16 и 17,Логическая единица с выхода потенциального ключа 17 запускает преобразователь 23 вре ляимпульсных сигналов в напряжение, выходное напряжение которого функционально связано с второй измеряемой величиной. Логическая единица с выхода потенциального ключа 16 не вызывает запуск преобразователя 22 времяимпульсных сигналов в напряжение, так как на второй вход схемы И 19 поступает логический ноль с выхода схемы НЕ 20.

В том случае, когда на светодиод 13 поступают оба импульса от токостабилизирующих элементов 11 и 1?, срабатывают все три потенциальных ключа 16-18 и происходят запуски двух преобразователей 22 и 23 времяимпульсных сигналов в напряжение и, таким .образом, одновременно @oprmруются выходные напряжения, функцио1059454

8ЯИИПИ Заказ 9820/47, Тираж 673 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4 нально связанные с двумя измеряемыми величинами. Запуск преобразователя 22 времяимпульсньйс сигналов в напряжение осуществляется под действием логической 1"с выхода дополнительного.потенциального ключа

18 через схему HJIH 21, а запуск преобразователя 23 времяимпульсных

"игналов в напряжение осуществляется под действием"T"с выхода потенциального ключа 17.

Таким образом, в предлагаемом устройстве возможна одновременная работа измерительных преобразователей, что повышает его быстродействие. Кроме того, в предлагаемом устройстве достигнута унификация измерительных преобразователей.