Устройство для бесконтактного измерения скорости электропроводных тел

111| 563633

Со|ох Советских

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сецивлистичеацз

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.12.75 (21) 2195931/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.77. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 20.07.77 (51) М. Кл. - G 01Р 3/42

Госудерствеииыв комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.313(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Зинин, С. П. Данилов, П. Е. Молотов и В. E. 1Иатерников (71) Заявитель

Куйбышевский ордена Трудового Красного "-намени ав|тацнмщый институт им. акад. С. l3. Королева

L (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОИТАКТНОГО ИЗЫЕРЕРИЯ .

СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИЫХ ТЕЛ

Изобретение относится к технике электрических измерений неэлектрических величин и может быть применено для бесконтактпого измерения вектора скорости электропроводя цих объектов контроля.

В известных устройствах для беclcoBTB;TIIOro измерения скорости в настоящее время все шире используются токовихревые датчики (1, 2), основанные на измерении изменений комплексного сопротивления обмотки на высоких частотах при приближении или перемещении электропроводных материалов вблизи обмотки. Однако, как правило, подобные датчики измеряют скорость лишь в одной плоскости. Кроме того, в известном устройстве (3) из-за нелинейности выходной характеристики вынуждены или уменьшать диапазон измерений при заданной точности или снижать требования по точности при расширении диапазона измерений.

Цель изобретения — разработка устройства для измерения величины и направления векторов скорости и ускорения и повышение точности измерения в широком диапазоне измерения скоростей.

Это достигается тем, что в устройстве токовихревой датчик снабжен измерительными обмотками, которые представляют собой две взаимно ортогональные пары миниатюрных индуктивных зондов (объемом около 1 мм ), p2cI10л0женных х1ежд) ОбмоткOй ÂOBÎ):ждения и контролируемой поверхностью, а измерительная схема их|сет два идентичных канала из последОВателыlо Вкл|оченйых ) силителеи, 5 автокомпенсаторов нелинейности и измерителей зтlака проекций ВектороВ скорости, при этом В нсе ВВеден к2н2л ) правления, Выполненный i3 виде управляемогo высокочастотноГО генер2тор2, связанного с входаыи 2ьтоком10 пенсаторов нелинейности и измерителей знака проекциll, Олока OTIIOIIIOIIIIII, подсоединенного к выходам измерителей знака проекций, и блока умножения, входы которого подключены к выходу одного из автокомпенсаторов

15 и к выходам блока отношений, а выход — к входу ) празляемого генератора.

На чертеже представлена блок-схема ) cTройства.

20 Устройство содержит токовихревой датчик, состоящий из обмотки 1 возбуждения и четырех индуктивны.; зондов 2, и измерительную схему, включа|ощую в себя два канала — изМЕРИТЕЛЯ ПРОЕКЦП11 BCIITOPB СI.ОРОСТИ, В COCTBB

25 которых входят оалансные усилители 3, автокомпенсаторы 4 пслинсйносп|, измерители 5 зн2ка проекций, а т2кже к2нал ) праВ 1eния из

Олока 0 отношений, Олок2 7 умножения, ) иравляемого генератора 8 и блока 9 регистра3,) ции вектора скорости.

563633

10

При измерении индуктивные зонды 2 располагаются в непосредственной близости от контролируемой поверхности парами по взаимно ортогональным осям, причем зонды в парах включаются таким образом, что с входными сопротивлениями балансных усилителей

3 образуют мостовые дифференциальные схемы. Расстояние между зондами каждой пары р> и р — базы, определяются геометрией поля обмотки 1 возбуждения из условия одинаковой чувствительности каждой пары по осям.

Обмотка возбуждения размещается над непосредственно измерительной частью датчика, образованной системой четырех зондов на расстоянии Y. Это расстояние определяется требуемой чувствительностью устройства, а также конструктивными особенностями и основным назначением обмотки возбуждения.

Так, например, если использовать в качестве обмотки возбуждения обмотку индуктора двигателей, то расстояние Y определяется величиной воздушного зазора системы статор-ротор, В этом случае измеряются величина и направление линейной скорости поверхности ротора.

С балансных усилителей 3 напряжения, пропорциональные проекциям вектора линейной скорости на орты, образованные базами р> и р индуктивных зондов 2, подаются в автокомпенсаторы 4 нелинейности, амплитудночастотная характеристика которых поддерживается автоматически инверсной зависимости, полученной с выхода балансных усилителей 3 во всем диапазоне измеряемых скоростей благодаря связи с управляемым генератором 8. Закон изменения частоты и амплитуды генератора задается блоком 7 умножения в соответствии с законом изменения величины скорости. С автокомпенсаторов 4 через измерители 5 знака проекций напряжения, пропорциональные проекциям вектора линейной скорости, подаются в блок 6 отношений, Из него напряжение, пропорциональное угловому положению вектора линейной скорости, посту15

40 пает в блок 9 регистрации и блок 7 умножения, где по одной из проекций и углу проводится вычисление модуля вектора скорости с последующей подачей информации на регистрирующее устройство. При использовании в качестве регистрирующего устройства электронно-лучевого осциллографа, можно на его экране непосредственно наблюдать положение вектора скорости в двумерной системе координат.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактного измерения скорости электропроводных тел, содержащее токовихревой датчик с обмоткой возбуждения, подключенной к высокочастотному генератору, и измерительную схему, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью измерения вектора скорости и повышения точности измерения, токовихревой датчик выполнен с двумя парами ортогональных измерительных зондов, а измерительная схема выполнена с двумя идентичными каналами из последовательно включенных усилителей, автокомпенсаторов нелинейности и измерителей знака проекций векторов скорости, при этом в нее введен канал управления, выполненный в виде управляемого высокочастотного генератора, к выходу которого подключены входы автокомпенсаторов нелинейности и измерителей знака проекций, блока отношений, подключенного к выходам измерителей знака проекций, и блока у.множения, входы которого подключены к выходам блока отношений и выходу одного автокомпенсатора нелинейности, а выход — к входу управляемого генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 415582, кл. G 01Р 15/00, 1972.

2. Агейкин Д. И. и др. «Датчики контроля и регулирования». М., 1965, с. 73 — 91, 3. Авторское свидетельство СССР М 168947, кл. 42о 2/05, 1965, 563633

2

Составитель Е. Швецов

Техред 3. Тараненко

Редактор И. Грузова

Коррсктор JI. Брахнина

Заказ 1543/10 Изд. М 548

Ц ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2