Устройство для преобразования температуры вращающихся объектов в электрический сигнал
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения температуры вращающихся объектов различных механизмов и агрегатов, и позволяет расширить функциональные возможности путем получения информации об отношении температур различных зон вращающегося объекта. Устройство состоит из двух измерительных каналов, каждый из которых содержит вращающиеся конденсаторы 1...4, терморезистивные датчики 5 и 6 температуры, усилители 9, 10, инверторы 11, 13, 15, 17, логарифматоры 12 и 16, дифференциаторы 14 и 18. Выходные сигналы измерительных каналов поступают на входы блока 20 сравнения и содержат информацию о температуре соответствующих зон вращающегося объекта. На выходе блока 20 сравнения период следования положительных и отрицательных импульсов сигнала соответствует отношению температур контролируемых зон объекта. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
09) ()1) rs) ) s G 01 К 13/08
ГОСУДАРСТВЕ)НЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Ь 4
6д
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4604626/10 (22) 14.11.88 (46) 30.08.91. Бюл, hk 32 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.И.Кулапин, А.И.Мартяшин и В.А.Мартяшин (53) 536.531 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 601580, кл. GOI К 13/08,1978.
Авторское свидетельство СССР
М 1129500, кл, G 01 К 13/08, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ
ОБЪЕКТОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения температуры вращающихся объектов различных механизмов и агрегатов, и позволяет расширить функциональные воэможности путем получения информации об отношении температур различных эон вращающегося объекта. Устройство состоит иэ двух измерительных каналов, каждый из которых содержит вращающиеся конденсаторы 1,...4, терморезистивные датчики 5 и
6 температуры, усилители 9,10, инверторы
11, 13,15,17, логарифматоры 12 и 16, дифференциаторы 14 и 18. Выходные сигналы измерительных каналов поступают на выходы блока 20 сравнения и содержат инрормацию о температуре соответствующих эон вращающегося объекта. На выходе блока 20 сравнения период следования положительных и отрицательных импульсов сигнала соответствует отношению температур контролируемых эон объекта. 1 ил.
1673884
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения температуры вращающихся объектов различных механизмов и агрегатов.
Цель изобретения - повышение быстродействия при расширении функциональных возможностей за счет получения информации об отношении температур различных зон вращающегося объекта, На чертеже представлена структурная схема устройства.
Устройство содержит первый и второй вращаюЩиеся конденсаторы 1 и 2, первый и второй добавочные вращающиеся конденсаторы 3 и 4, резистивный датчик 5 температуры, дополнительный резистивный датчик 6 температуры, опорный элемент 7, дополнительный опорный элемент 8, усилитель 9,дополнительный усилитель 10, первый инвертор
11, первый логарифматор 12, второй инвертор 13, первый дифференциатор 14, третий инвертор 15, второй логарифматор 16, четвертый инвертор 17, второй дифференциатор 18, интегратор 19, блок 20 сравнения, Устройство работает следующим образом.
В момент времени, когда включено питание, на выходе блока 20 сравнения скачкообразно установится напряжение
+ Чо. Это напряжение поступает на выходы конденсаторов 1 (CI) и 3 (СЗ). Функция передачи усилителя 9 имеет вид (— т —— 5 + PCi + РС2
R07 Р
Rt5 р 1
Rt5 Сэ
С1 С2 где С, — — -.
Аналогично записывается функция передачи усилителя 10
K(P) = — — —
Ros P
Rt6 р+ 1
Rt6 Сэ1
Сз С4 .где СгГ =—
Сз+ С4
Выходной сигнал усилителя 9 будет
U9= — Ч, 0 К я15 с,, %5 где с - текущее время. Выходной сигнал усилителя 10 описывается
-1
0 10 — о Rts С 1
Ros
Вtá
B случае положительного напряжения на выходе блока 20 сравнения инверторы
11,13,15, и 17 инвертируьт сигналы, т.е. коэффициент передачи этих устройств - 1.
Напряжение, поступающее на вход логарифматора 12, соответственно будет
- t 07
012 Vo д я 5 с
%5 выходной сигнал логарифматора
012 = К12 (In Чо+!пР07- InRt5 - ), т
t5 э где Ki2 - коэффициент передачи логарифматора 12. Аналогично выходной сигнал логарифматора 16 описывается
016 = K16 (!про +!пйов -1пй16 - ), т
Rt6 э
Выходной сигнал инверторов 13 и 17 соответственно описывается выражением
0» = K12 (InVî + InRo7 InRm )
10 %5 э
017 = К16 (InVp д- InRos InRts
%6
Выходные сигналы дифференциаторов
14 и 18 соответственно имеет вид
014 = гд14 =гд14 0» К12 о1 Rt5 Сэ
К16
01s .= < д1в !6 Сэ1 где тд14, т д16 -постоянные времени
20 дифференцирования дифференциаторов
14 и 18.
Выходной сигнал дифференциатора 14 поступает на неинвертирующий вход блока 20 сравнения и поддерживает на выхо25 де положительное напряжение, равное напряжению насыщения сравнивающего устройства.
Напряжение с выхода дифференциатора 18 поступает на вход интегратора 19, 30 1 т д1в К16
019 =— 4 Rts Сэ1 где т4 - постоянная времени интегратора
19.
Напряжение с выхода интегратора 19 поступает на инвертирующий вход блока
20 сравнения. В момент времени ti равенства напряжений на входах блока 20 сравнения выходное напряжение на его выходе скачкообразно изменится на противопо40 ложные и станет -Чо. Момент времени определится из выражения
К12 t:i 7 д16 K16
%6
45 Rt5
7 д14 К12 Т4 Сэ1 где M — — —
1673884
55
При изменении знака выходного напряжения блока 20 сравнения инверторы
11,13,15 и 17 изменят свои коэффициенты передачи на противоположные и они станут равны 1.
Выходной сигнал усилителей в этом случае будет соответственно
Рот .
Ug — Vo L Rt5 Сэ, Rt5
Roe
U1o = — Vp lf Rt6 с1
Rt6
Проходя без изменения через инверторы 11 и 15 они поступают соответственно на выходы логарифматоров 12 и 16, выходные сигналы которых будут
U12- K12 (InVp+ InRo7-InRt5- ), t
Rt5 э
016 = К16 (InVp + InRoe -1пВ16 ), 1
%6 э
Эти сигналы без изменения поступают на входы дифференциаторов 14 и 18 через инверторы 13 и 17, выходные сигналы которых соответственно имеют вид
K 12
U14 = 014
Rt5 -э
К16
U1e — -ò äte .
Rt6 з1
Напряжение с выхода дифференциатора
14 поступает на вход блока 20 сравнения.
Напряжение с выхода дифференциатора 18 поступает на вход интегратора 19, входной сигнал которого описывается выражением г 016 К16
<4 Rte Сэ1 с.
В этом случае в момент времени t2, когда сравняются напряжения на входах блока 20 сравнения, произойдет скачкообразное изменение его выходного напряжения на противоположное и станет + Чо
Момент времени t2 определяется из равенства т ate . К16 -т 014 К12 4 !! 6 С 1 !!!Б С
Rt6 отсюда т2 = М
Rt5
Период колебаний будет
Т =т1+ г =2М
Rt6
%5
Выходные сигналы дифференциаторов 14 и 18 содержат информацию о температуре данной зоны вращающегося объекта. Эта информация содержится в амплитуде сигнала, Таким образом ис1
35 пользуя амплитудный вольтметр переменного тока, можно контролировать температуру зон вращающегося объекта, а также получать информацию о температуре различных зон вращающегося объекта в виде амплитуды переменного напряжения, снимаемых с дифференциаторов. При использовании терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом получаем прямую зависимость амплитуды от температуры контролируемой зоны.
Формула изобретения
Устройство для преобразования температуры вращающихся объектов в электрический сигнал, содержащее опорный элемент, первый и второй вращающиеся конденсаторы, резистивный датчик температуры, подключенный к первым обкладкам первого и второго вращающихся конденсаторов, интегратор. усилитель, входом подключенный к второй обкладке второго вращающегося конденсатора и к одному из выводов опорного элемента, и блоксравнения, отл ич а ю щеес я тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном расширении функциональных возможностей за счет получения информации об отношении температур различных зон вращающегося обьекта, в него введены дополнительный опорный элемент, последовательно соединенные первый инвертор, первый логарифматор, второй инвертор и первый дифференциатор, выходом подключенный к входу блока сравнения, последовательно соединенные первый добавочный вращающийся конденсатор. дополнительный резистивный датчик температуры, второй добавочный вращающийся конденсатор, дополнительный усилитель, третий инвертор, второй логарифматор, четвертый инвертор,второй дифференциатор, подключенный через интегратор к блоку сравнения, выходом подключенному к второй обкладке первого вращающегося конденсатора, управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого инверторов и к одной из обкладок первого добавочного вращающегося конденсатора, при этом второй вывод опорного элемента подключен к выходу усилителя, а выводы дополнительного опорного элемента - к входу и выходу дополнительного усилителя соответственно.
