Устройство для контроля вибраций металлической поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность контроля вибраций незаземленной металлической поверхности вращающихся объектов, например ограночньгх дисков. Устройство для контроля вибраций содержит стабилизированный источник 1 тока, подключенный к нему емкостной датчик расстояния до контролируемой поверхности и присоединенный к линии питания датчика через Т Uooразделительный конденсатор 2 блок 3 измерения вибросмещений и других параметров вибрации контролируемой поверхности . Емкостной датчик выполнен в виде уравновешенного емкостно-трансформаторного моста, в плечи которого включены две группы 5 и 6 электродов первичного емкостногЬ преобразователя , расположенные в общей плоскости на равном удалении от общего геометрического центра симметрии, что исключает влияние их перекосов относительно поверхности контролируемого объекта 8, Вторичная обмотка трансформатора, имеющая, заземпеннуто среднюю точку, образует с первичным емкостным преобразователем колебательный контур, резонансная частота которого зависит только от расстояния электродов до контролируемой поверхности и не зависит от величины и изменений паразитной емкости 9 между поверхностью контролируемого объ-- екта и общей точкой заземления устройства . 3 ил. 2 i (Л со 00 00 -yy-y V yVv 7X vVXVV / X/ /XXX/ X//x , X« Фиг.1 2 I 8

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3858155/25-28 (22) 25.02.85 (46) 15.02.87. Бюл. М- 6 (71.) Винницкий завод "Кристалл" (72) В.Н.Папинов и В.А.Кабанов (53) 534. 6 (088. 8) (56) Гриневич А.Ф. и др. Трансформаторные измерительные мосты. М.:

Энергия, 1971, с. 86, 87.

Йориш Ю.И. Виброметрия. M. Госиздат. маш.лит., 1963, с. 558-559. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВИБРАЦИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность контроля вибраций незаземленной металлической поверхности вращающихся объектов, например ограночных дисков. Устройство для контроля вибраций содержит стабилизированный источник 1 тока, подключенный к нему емкостной датчик расстояния до контролируемой поверхности и присоединенный к линии питания датчика через (51) 4 С 01 Н 11/00, С 01 В 7/14 разделительный конденсатор 2 блок 3 измерения вибросмещений и других параметров вибрации контролируемой поверхности. Емкостной датчик выполнен в виде уравновешенного емкостно-трансформаторного моста, в плечи которого включены две группы 5 и 6 электродов первичного емкостногЬ преобразователя, расположенные в общей плоскости на равном удалении от общего геометрического центра симметрии, что исключает влияние их перекосов относительно поверхности контролируемого объекта 8, Вторичная обмотка трансформатора, имеющая. заземленную среднюю точку, образует с первичным емкостным преобразователем колебательный контур, резонансная частота которого зависит только от расстояния электродов до контролируемой поверхности и не зависит от величины и изменений паразитной емкости 9 между поверхностью контролируемого объекта и общей точкой заземления устройства. 3 ил.

1290088 (2

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении вибраций незаземленной металлической поверхности вращающихся объектов, например ограночных дисков, установленных на текстолитовых или аэростатических опорах.

Целью изобретения является повыше.ние точности контроля вибраций незаземленной металлической поверхности, например, вращающегося ограночного диска за счет исключения влияния нестабильности электростатического заряда, накапливающегося на поверхности контролируемого объекта диска, например, при обработке алмазов.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства для контроля вибраций незаземпенной поверхности; на фиг. 2 и 3 — примеры выполнения конструкции электродов первичного емкостного преобразователя.

Устройство для контроля вибраций содержит стабилизированный высокочастотный источник 1 питания, выпол.ненный в виде источника тока, и подключенный к нему через разделительный конденсатор 2 блок 3,измерения.

Емкостной датчик расстояния до контролируемой поверхности выполнен в виде уравновешенного емкостно-трансформаторного моста, в котором первичная обмотка трансформатора 4 подсоединена параллельно выходу стабилизированного источника 1 высокочастотного тока, а вторичная обмотка, имеющая заземленную среднюю точку, подсоединена к равным по площади группам 5 и 6 электродов первичного емкостного преобразователя 7, расположенного параллельно незаземленной поверхности объекта контроля — ограночного диска 8, создающего паразитную емкость

9 относительна общей точки заземления устройства. Первичный емкостный пре образователь 7 содержит четное число одинаковых электродов 1О и 11 выполненных, например, в виде секторов окружности (фиг.2) и расположенных поочередно вокруг общего геомет рического центра. Электроды 10 и 11 могут быть выполнены также и четырехугольными (фиг.3). Кроме нечувствительности к перекосам, такая конструкция электродов позволяет избежать нарушения состояния равновесия мостовой схемы при возникновении неравномерного по высоте износа поверхности ограночного диска 8 в пределах площади, контролируемой данным устройством. Поочередное размещение электродов первичного емкостного пре-. образователя, принадлежащих к одной или к другой группе электродов, во- . круг общего геометрического центра ставит их приблизительно в равные условия работы. Чем большее число электродов образуют каждую группу, тем в большей степени выравниваются условия их работы в пределах площади емкостного преобразователя. Поэтому при нарушении плоскостности вибрирующей металлической поверхности диска 8 частичные емкости между каждой группой 5 и 6 электродов и поверхностью диска 8 будут изменяться одинаково, что не нарушит баланса емкостно-трансформаторного моста.

Устройство для контроля вибра,— ций металлической поверхности работает следующим образом.

Стабилизированный высокочастотный ток источника 1 питания поступает на первичную обмотку трансформатора 4; напряжения, вторичная обмотка которого образует с емкостью преобразователя 7 колебательный контур. При возникновении вибрации незаземленной металлической поверхности, например, ограночного диска 8 изменяется соответственно суммарная емкость преобразователя 7, в то время как частичные емкости, образуемые его группами 5 .и 6 электродов, остаются равными одна другой. Изменение резо-. нансной частоты контура из-за изменения суммарной емкости преобразователя 7 приводит к изменению полного входного сопротивления трансформатора 4 напряжения на частоте стабилизированного источника 1 тока. Это вызывает амплитудную модуляцию напряжения на первичной обмотке трансформаI тора 4, которое через разделительный конденсатор 2 поступает на блок 3 измерения, На выходе этого блока получают сигйал,пропорциональный амплитуде виброперемещений, а при введении блоков дифференцирования пропорциональный виброскорости и виброускорению, Так как заземляется именно средняя точка вторичной обмотки трансформатора 4 напряжения, а также в силу геометрической, а следовательно, и электрической симметрии

90088 4 таллической поверхности, например незаземленных ограночных дисков,повышает качество отраночных диской, улучшает технологические режимы шли-. фования алмазов и условия труда огранщиков.

3 г электродов емкостного преобразователя 7 паразитная емкость 9 не включается в электрическую цепь колебательного контура на частоте питающего тока. Таким образом, изменение резонансной частоты колебательного контура обусловлено только изменением суммарной емкости преобразователя 7 под действием вибраций контролируемой поверхности, которые вызывают периодическое изменение расстояния (зазора) между ними, и не зависит от изменений паразитной ем-. кости 9. Тесная индуктивная связь между полуобмотками вторичной обмотки трансформатора 4 поддерживает заданное плечевое отношение между их индуктивными сопротивлениями, равное единице, даже при их шунтировании неодинаковымн и нестабильными во времени входными сопротивлениями кабелей, соединяющих электроды 10 и ll преобразователя 7 с выводами вторичной обмотки трансформатора 4 напряжения. Благодаря этому сохраняется. равновесие трансформаторного моста, при котором высокочастотный ток не проходит через параэитную емкость 9, включенную фактически в диагональ моста. Вследствие этого величина изменения этой .емкости, обусловленная неконтролируемым стеканием электростатического заряда, накопленного на этой поверхности, не оказывает влияния на результат измерения.

Использование предлагаемого устройства для контроля вибраций меФормула изобретения

f0 Устройство для контроля вибраций металлической поверхности, содержащее стабилизированный источник питания, подключенный к нему емкостной датчик расстояния до контролиf5 руемой поверхности, электроды которого, имеющие одинаковую площадь, расположены в общей плоскости, и присоединенный к линии питания датчика через разделительный конденсатор

20 блок измерения, о т л и ч а ю щ е.— е с я тем, что, с целью повышения точности контроля неэаземленной металлической поверхности, емкостной датчик расстояния выполнен в виде уравновешенного емкостно-трансформаторного моста, в котором первичная обмотка трансформатора напряжения подключена к источнику питания, выполненному в виде источника тока, от30 вод от средней точки вторичной обмотки трансформатора заземлен, а плоские электроды емкостного датчика, соединенные через один в две группы, подключены к противоположным выводам вторичной обмотки трансформатора и расположены на равных расстояниях от общего геометрического центра.

Ю 1290088

Составитель Т.Бычкова

Редактор А.Лежнина Техред JI.0лейник Корректор Е.Сирохман

Заказ 7889/35 Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 1<-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4