DE1010749B - Electrical torsional vibration meter working with carrier frequency modulation - Google Patents
Electrical torsional vibration meter working with carrier frequency modulationInfo
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Description
Mit Trägerfrequenzmodulation arbeitender elektrischer Drehs chwingungsmesser Elektrische Drehschwingungsmesser sind bekannt, bei denen der elektrische Meßimpuls durch einen schleifringlosen Übertrager auf das Verstärke- und Anzeigegerät übertragen wird. Bei den bekannten Drehschwingungsmessern werden in der Regel die Geschwindigkeiten gemessen. Die Anwendung schleifringloser Übertrager stößt jedoch bei mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Meßgeräten, bei denen die Größe der Amplituden als Weg gemessen wird, auf Schwierigkeiten, weil diese mit einer Induktivitätsänderung des Gebers arbeiten, auch die Wfrkung des schleifringlosen Übertragers auf Induktion beruht und an diesem selbst eine Streuinduktion auftritt.Electrical torsional vibration meter working with carrier frequency modulation Electrical torsional vibration meters are known in which the electrical measuring pulse transmitted to the amplifier and display device through a transformer without slip rings will. In the case of the known torsional vibration meters, the speeds are as a rule measured. The use of slip-ringless transmitters comes up against with carrier frequency modulation working measuring devices in which the size of the amplitudes is measured as a path, difficulties because they work with a change in the inductance of the encoder, also the effect of the slip ringless transformer is based on induction and on this even a leakage induction occurs.
Die Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, daß schleifringlose Übertrager auch an mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Meßgeräten sich anwenden lassen, wenn es durch eine besondere Bauweise gelingt, die Streuinduktion der schleifringlosen Übertragung klein zu halten.The invention is based on the idea that slip ringless transformers can also be used on measuring devices working with carrier frequency modulation, if it succeeds through a special construction, the leakage induction of the slip ringless Keep transmission small.
Dies kann durch eine entsprechend kleine Bemessung des Übertragers und durch eine entsprechende Abschirmung der Übertragerspulen und deren Joche geschehen, wobei gleichzeitig dafür Sorge zu tragen ist, daß bei lagerbedingten axialen Relativbewegungen der Ubeftragerspulen der Eraftlinienfluß nicht beeinträchtigt wird.This can be done by dimensioning the transformer accordingly and by appropriate shielding of the transmitter coils and their yokes, at the same time care must be taken that with bearing-related axial relative movements of the transfer coils, the force line flow is not impaired.
Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auf einen mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Drehschwingungsmesser, und die Erfindung besteht darin, daß dessen an der zu prüfenden Anlage zu befestigender Geber mit der Meßbrücke des zugehörigen Verstärke- und Anzeigegerätes durch einen schleifringlosen Übertrager gekoppelt ist, dessen in an sich bekannter Weise konzentrisch übereinander angeordnete Spulen in geschlitzten oder lamellierten Ringjochen von U-förmigem Querschnitt liegen, deren offene Seiten einander zugekehrt und deren jeweils einander gegenüberliegende Schenkel derart breit sind, daß bei einer axialen Bewegung der Spulen der Kraftlinienfluß von einem zum anderen Joch gleichbleibt und die Spulenjoche gleichzeitig nach außen elektrisch abgeschirmt und die Abschirmungen von den Jochen durch nicht stromleitende Zwischenlagen elektrisch voneinander isoliert sind. Accordingly, the invention relates to one with carrier frequency modulation working torsional vibration meter, and the invention consists in that of its The encoder to be attached to the system to be tested with the measuring bridge of the associated Amplifier and display device coupled by a transformer without slip rings is, whose in a known manner concentrically arranged one above the other coils lie in slotted or laminated ring yokes with a U-shaped cross-section, their open sides facing each other and their respective opposing sides Legs are so wide that with an axial movement of the coils, the flux of lines of force from one to the other yoke remains the same and the coil yokes outwards at the same time electrically shielded and the shields from the yokes by non-conductive Intermediate layers are electrically isolated from one another.
Nach der Erfindung ist der schleifringlose Übertrager, dessen Welle gleichzeitig als Tragglied für vorzusehende Auswuchtscheiben dienen kann, in einem Gehäuse untergebracht, in welchem im Bereich eines auf der Schwingungsmesserwelle festsitzenden Magnetkernes ein mit Wicklungen für einen Drehzahlimpulsgeber versehenes lamelliertes und innere Ausnehmungen aufweisendes Joch angeordnet ist. Außerdem ist in dem Gehäuse ein auf die träge Masse einwirkender Eichwinkelanschlag vorgesehen. According to the invention, the slip ringless transformer is its shaft can also serve as a support member for balancing disks to be provided, in one Housing housed in which in the area of one on the vibration meter shaft fixed magnetic core provided with windings for a speed pulse generator laminated and inner recesses having yoke is arranged. aside from that a calibration angle stop acting on the inertial mass is provided in the housing.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Fig. 1. das elektrische Schaltschema eines mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Meß- und Anzeigegerätes, Fig. 2 einen Meßgeber mit chleifringloser Übertragung, im Längsschnitt nach der Linie II-II von Fig. 3, Fig. 3 eine Stirnansicht auf den Meßgeber, bei abgenommenem Anschlußstück, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV von Fig. 2, Fig. 5 ein Umdrehungsmarkendiagramm. In the drawing, the invention is shown in one embodiment. FIG. 1 shows the electrical circuit diagram of one with carrier frequency modulation working measuring and display device, 2 shows a measuring transducer with transmission without a slip ring, in longitudinal section along the line II-II of FIG. 3, FIG. 3 shows an end view of the Measuring transducer, with the connector removed, FIG. 4 shows a cross section along the line IV-IV of Fig. 2, Fig. 5 is a revolution mark diagram.
Das Schaltschema nach Fig. 1 zeigt eine Schaltbrücke B üblicher Bauart mit einer Geberspule 1 im Meßzweig und einem oder zwei verstellbaren Widerständen w1 und w2 im Eichzweig der Brücke B. Die Brücke wird durch einen Wechselstromgenerator l mit Trägerfrequenz versorgt. The circuit diagram according to FIG. 1 shows a switching bridge B of conventional design with a transmitter coil 1 in the measuring branch and one or two adjustable resistors w1 and w2 in the calibration branch of bridge B. The bridge is powered by an alternating current generator l supplied with carrier frequency.
Hinter der Brücke B liegt ein Verstärker V, dahinter ein phasenempfindlicher Gleichrichter G und gegebenenfalls eine Siebkette S, deren Ausgang zu einer Anzeige A (Drehspulinstrument oder Oszillograph) führt. In die Geberspule 1 (Fig. 3) taucht in üblicher Weise ein gekrümmter Kern 3, 4 ein, der zur Hälfte aus einem magnetisierbaren Werkstoff, z. B. aus Weicheisen, und zum Teil aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff, z. B. aus Messing, besteht.Behind the bridge B there is an amplifier V, behind it a phase-sensitive one Rectifier G and possibly a sieve chain S, the output of which leads to a display A (moving coil instrument or oscilloscope) leads. Immersed in the transmitter coil 1 (Fig. 3) in the usual way a curved core 3, 4, half of which consists of a magnetizable Material, e.g. B. made of soft iron, and partly made of a non-magnetizable material, z. B. made of brass.
Gemäß der Erfindung ist die Geberspule 1 durch einen schleifringlosen Übertrager an die Brücke B angeschlossen. According to the invention, the transmitter coil 1 is by a slip ringless Transformer connected to bridge B.
Der Übertrager besteht aus der nachstehend mit » Geberanschlußspule« bezeichneten Spule 1 a und der mit Brückenanschlußspule« bezeichneten Spule ib. Es weist der Übertrager einen stirnseitigen Schraubanschlußteil 6 auf, mit dem er an der zu prüfenden Anlage, z. an der Welle eines Motors, befestigt werden kann. An den Schraubteil 6 schließt sich ein zweiteiliges Gehäuse 7, 8 an, das den erwähnten Geber einschließt. Die Geberspule 1 ist an einem der Gehäuseteile, z. B. am Teil 8, befestigt.The transformer consists of the following with »encoder connection coil« designated coil 1 a and the bridge connection coil "designated coil ib. The transformer has an end screw connection part 6 with which it on the system to be tested, e.g. on the shaft of a motor, can be attached. The screw part 6 is followed by a two-part housing 7, 8, which has the mentioned Giver includes. The encoder coil 1 is on one of the housing parts, for. B. on the part 8, attached.
Der Tauchkern 3, 4 wird von der trägen Masse 9 eines unter der Wirkung einer fliehkraftfreien Feder 10 stehenden Schwingungssystems gehalten. Dieses sitzt z. B. mittels Wälzlager 11 möglichst reibungsarm, aber im übrigen unabhängig auf einer Welle 12 im Gehäuseteil 8 fest. Auf der Welle 12 ist die Geberanschlußspule la befestigt. Dieser liegt die Brückenanschlußspule 1 b gegenüber. Letztere sitzt in einem feststehenden Gehäuse, dessen beide Teile 13 und 13a ebenfalls durch eine Verschraubung 14 zusammengehalten werden. Die ganze Anordnung liegt noch unter einer Schutzglocke 15 mit einer z. B. zentralen Kabelzuführungsöffnung 16. Zwischen den die Spulen 1 a, 1 b einschließenden Teilen 13, 13a und der Welle 12 sind ebenfalls zwei Wälzlager 17 und 18 angeordnet. Um die Spulenj oche 19 herum ist jeweils eine besondere Abschirmung 20 gelegt, die durch Einlagen 21 aus Isoliermaterial vom zugehörigen Joch 19 elektrisch isoliert ist. In die Joche 19 sind die zugehörigen Spulen 1 a und 1 b eingebettet. Der Luftspalt 22 zwischen den Spulen soll möglichst klein sein. Er muß jedoch auch immer noch so groß sein, daß ein geringes, durch nicht vermeidbares Lagerspiel verursachtes Schlagen der Geberanschlußspule la praktisch auf den Meßwert keinen Einfluß hat. Außerdem sind die Schenkel eines der Joche, z. B. am Joch für die Geberanschlußspule 1 a, etwas breiter als die Schenkel des anderen, also z. B. am Joch für die Brückenanschlußspule 1 b. Der Breitenunterschied soll mindestens so groß sein, daß der Kraftlinienfluß von einem Joch auf das gegenüberliegende auch bei einer geringen, durch das Lagerspiel bedingten Axialbewegung der Welle 12 gleichbleibt. Die Kabelzuführung erfolgt, wie bereits erwähnt, durch die Öffnung 16 der Gehäuseglocke 15. Es kann die Durchführungsöffnung durch einen Elastikring 23 mit einem zugehörigen Schraubteil 24 flüssigkeits- und gasdicht abgeschlossen werden. Zum Auswuchten der umlaufenden Teile können an diesen besondere Auswuchtringe vorgesehen werden.The plunger 3, 4 is one of the inertial mass 9 under the effect a centrifugal force-free spring 10 maintained vibration system. This sits z. B. by means of roller bearings 11 as low-friction as possible, but otherwise independent a shaft 12 in the housing part 8 fixed. The encoder connection coil is on shaft 12 la attached. This is the bridge connection coil 1 b opposite. The latter is sitting in a fixed housing, the two parts 13 and 13a also by a Screw 14 are held together. The whole arrangement is still under one Protective bell 15 with a z. B. central cable feed opening 16. Between the the coils 1 a, 1 b enclosing parts 13, 13a and the shaft 12 are also two roller bearings 17 and 18 are arranged. There is one around each of the spool yokes 19 special shield 20 placed, the associated by deposits 21 made of insulating material Yoke 19 is electrically isolated. In the yokes 19, the associated coils 1 a and 1 b embedded. The air gap 22 between the coils should be as small as possible. However, it must still be so great that a small one that cannot be avoided Bearing play caused hitting the encoder connection coil la practically on the measured value has no influence. In addition, the legs of one of the yokes, e.g. B. on the yoke for the encoder connection coil 1 a, slightly wider than the legs of the other, so z. B. on the yoke for the bridge connection coil 1 b. The difference in width should be at least be so great that the lines of force flow from one yoke to the opposite as well remains the same in the case of a slight axial movement of the shaft 12 caused by the bearing play. As already mentioned, the cable is fed through the opening 16 of the bell housing 15. It can pass the opening through an elastic ring 23 with an associated Screw part 24 are sealed liquid-tight and gas-tight. For balancing the rotating parts can be provided on these special balancing rings.
Um auch für die bei den Meßaufzeichnungen des Gerätes gewünschten Drehzahlmarken einen Schleifring für den Drehzahlgeber zu vermeiden, ist in die äußere Stirnseite des Gehäuseteiles 13 a ein lamelliertes Joch 33 (Fig. 2 und 4) eingelassen, das mit zwei auf einem gleichen Durchmesser einander gegenüberliegenden Ausnehmungen versehen ist, die von einem inneren Spalt 26 in eine langrunde Form 26a (Fig. 4) übergehen. In letztere sind zwei geschlossene Spulen 25 eingelegt und gegen die flachen Stirnflächen des Joches 33 zu umgebogen. Innerhalb dieses Joches 33 sitzt auf der Welle 12 ein Magnetanker 27 fest. Sobald dieser den Kraftlinienfluß der Ausnehmungen 26 schneidet, erzeugt dieser jeweils einen Stromimpuls, der z. B. als Spitze 28 an der Anzeige sichtbar wird, wie die Fig. 5 zeigt. Der Abstand a der jeweils oberen bzw. unteren Spitzen entspricht einer Umdrehung der Welle 12. Im übrigen ist die Wirkung des beschriebenen Gebers an sich bekannt. Sobald die Eintauchtiefe des Kernes 3, 4 sich ändert, ändert sich auch die Induktivität der Spule 1 oder bei der Verwendung von Tauchkondensatoren deren Kapazität. Diese Änderung wird durch das Gerät nach Fig. 1 unmittelbar als Weg durch den Oszillographen A zusammen mit den Umdrehungsmarken 28 aufgezeichnet. Die Übertragung des Geberimpulses auf die Brücke B erfolgt durch die Induktion an den Spulen 1a, 1 b. In order also for the desired in the measurement recordings of the device Speed marks to avoid a slip ring for the speed sensor is in the outer end face of the housing part 13 a a laminated yoke 33 (Fig. 2 and 4) let in, the one with two opposite each other on the same diameter Recesses is provided by an inner gap 26 in an elongated shape 26a (Fig. 4). In the latter two closed coils 25 are inserted and bent over against the flat end faces of the yoke 33. Inside that yoke 33 a magnet armature 27 is firmly seated on the shaft 12. As soon as this the line of force flow the recesses 26 intersects, this generates a current pulse that z. B. becomes visible as a tip 28 on the display, as FIG. 5 shows. The distance a of the respective upper and lower tips corresponds to one revolution of the shaft 12. In addition, the effect of the encoder described is known per se. As soon as the Immersion depth of the core 3, 4 changes, the inductance of the changes Coil 1 or, if immersion capacitors are used, their capacitance. This change is by the device of FIG. 1 directly as a path through the oscilloscope A. recorded together with the rotation marks 28. The transmission of the encoder pulse on the bridge B takes place through the induction on the coils 1a, 1b.
Bei einer erstmaligen Inbetriebnahme muß das Gerät unmittelbar in Winkelgeraden geeicht werden. Zu diesem Zweck verschwenkt man die träge Masse 9 um einen bestimmten Winkel gegenüber dem sie umgebenden Gehäuse und verändert damit auch die Eintauchtiefe des Kernes 3, 4 gegenüber der Spule 1. Dies hat am Oszillographen einen Ausschlag zur Folge, den man als Eichgröße auswertet. Um die gleiche Einstellung wiederzufinden, merkt man sich dazu eine bestimmte Brückenverstimmung, die den gleichen Ausschlag liefert. Es kann dann bei einer Wiederinbetriebnahme des Gerätes die bei der Eichung vorhandene Verstärkung ohne neue Eichung allein dadurch gefunden werden, daß zu der bei der Eichung ermittelten Brückenverstimmung der zugehörige Ausschlag eingestellt wird. When commissioning the device for the first time, it must be in Straight angles are calibrated. For this purpose, the inertial mass 9 is pivoted at a certain angle with respect to the housing surrounding it and thus changes also the immersion depth of the core 3, 4 compared to the coil 1. This has on the oscilloscope result in a rash that is evaluated as a calibration parameter. To the same attitude to find again, one remembers a certain bridge misalignment that is the same Rash delivers. When the device is started up again, the the Calibration existing reinforcement can be found without new calibration solely by that the corresponding deflection for the bridge misalignment determined during the calibration is set.
Um aber trotzdem eine unmittelbare Kontrolle der Eichkurve zu haben, ist in die träge Masse eine Schraube 29 (Fig. 3) eingeschraubt, die bei der durchzuführenden Kontroll- oder Nacheichung soweit radial nach außen verstellt wird, daß sie in einen Schlitz 30 des Gehäuses 7, 8 hineinragt. Die Länge des Schlitzes30 ist in Umfangrichtung des Gehäuses 7, 8 derart zu messen, daß ein bestimmter Winkelausschlag der trägen Masse im Gehäuse 7, 8 möglich ist, der dem Eichwinkel entspricht. However, in order to still have direct control of the calibration curve, a screw 29 (Fig. 3) is screwed into the inertial mass, which is to be carried out in the Control or recalibration is adjusted radially outward so far that it is in a Slot 30 of the housing 7, 8 protrudes. The length of the slot 30 is in the circumferential direction of the housing 7, 8 to be measured in such a way that a certain angular deflection of the sluggish Mass in the housing 7, 8 is possible, which corresponds to the calibration angle.
Ist eine besonders lange, gerade Geberkennlinie erwünscht, dann kann auch in an sich bekannter Weise ein Geber mit einer Doppelspule versehen werden, in welche von außen her je ein von der trägen Masse gehaltener magnetisierbarer Kernabschnitt, z. B. aus Weicheisen, eintaucht. Die beiden Kernabschnitte liegen dann durch einen nicht magnetisierbaren mittleren Kernabschnitt, z. B. aus Messing, voneinander getrennt. In Fig. 1 ist die zweite Geberspule 2 strichpunktiert angedeutet. Die zugehörige Geberanschlußspule 2a und Brückenanschlußspule 2 b werden dann in der Vorrichtung nach Fig. 2 neben den Spulen 1 a, 1 b auf der Welle 12 angeordnet. If a particularly long, straight encoder characteristic is required, then a transmitter can also be provided with a double coil in a manner known per se, in each of which from the outside a magnetisable one held by the inertial mass Core section, e.g. B. made of soft iron, immersed. The two core sections lie then through a non-magnetizable central core section, e.g. B. made of brass, separated from each other. In Fig. 1, the second transmitter coil 2 is indicated by dash-dotted lines. The associated encoder connection coil 2a and bridge connection coil 2 b are then in the device according to FIG. 2 next to the coils 1 a, 1 b on the shaft 12.
Da außerdem die Größe der Relativbewegungen zwischen der trägen Masse 9 und dem sie einschließenden Gehäuse 7, 8 weit oberhalb von deren Eigenfrequenz ein Maß für die an der zu suchenden Anlage vorhandenen Drehschwingungsamplitude abgibt, können die auftretenden Änderungen zum Bestimmen von Frequenz und Amplitude der Anlage in dem genannten Frequenzbereich verwendet werden. Das Meßgerät ist also möglichst tief abzustimmen. Zu diesem Zweck ist eine Dämpfung, z. B. in vorliegendem Fall ein Reibungsdämpfer vorgesehen, und zwar sind beim Ausführungsbeispiel zwei auf der trägen Masse 9 aufliegende Federzungen 31 (Fig. 3) angeordnet. Bei einer Dämpfung von D = 12 ff kann schon etwa von der Resonanzfrequenz ab richtig gemessen werden. There is also the size of the relative movements between the inertial mass 9 and the housing 7, 8 enclosing them well above their natural frequency a measure of the torsional vibration amplitude present on the system to be searched for emits, the changes that occur can determine the frequency and amplitude of the system can be used in the specified frequency range. So the meter is vote as deeply as possible. For this purpose, damping, e.g. B. in the present Case a friction damper is provided, namely two in the embodiment arranged on the inert mass 9 resting spring tongues 31 (Fig. 3). At a Damping of D = 12 ff can already be measured correctly from around the resonance frequency will.
PATENTANSPRVCHE: 1. Mit Trägerfrequenzmodulation arbeitender elektrischer Drehschwingungsmesser, dadurch gekennzeichnet, daß dessen an der zu prüfenden Anlage zu befestigender Geber mit der Meßbrücke (B) des zugehörigen Verstärke- und Anzeigegerätes (V, G, S, A) durch einen schleifringlosen Übertrager (la, lb bzw. CLAIMS: 1. Carrier frequency modulation electrical Torsional vibration meter, characterized in that its on the system to be tested Encoder to be attached to the measuring bridge (B) of the associated amplifier and display device (V, G, S, A) through a transformer without slip ring (la, lb resp.
2a, 2b) gekoppelt ist, dessen in an sich bekannter Weise konzentrisch übereinander angeordnete Spulen in geschlitzten oder lamellierten Ringjochen (19) von U-förmigem Querschnitt liegen, deren offene Seiten einander zugekehrt und deren jeweils einander gegenüberliegende Schenkel derart breit sind, daß bei einer lagerbedingten Axialbewegung der Spulen der Kraftlinienfluß von einem zum anderen Joch gleichbleibt und die Spulenj oche (19) gleichzeitig nach außen elektrisch abgeschirmt und die Abschirmungen von den Jochen (19) durch nicht stromleitende Zwischenlagen (21) elektrisch voneinander isoliert sind. 2a, 2b) is coupled, its concentric in a manner known per se Coils arranged one above the other in slotted or laminated ring yokes (19) of U-shaped cross-section, the open sides of which are facing each other and which each opposing legs are so wide that a storage-related Axial movement of the coils of the lines of force flow from one yoke to the other remains the same and the Spulenj oche (19) at the same time electrically shielded to the outside and the Shielding of the yokes (19) by electrically non-conductive intermediate layers (21) are isolated from each other.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED21992A DE1010749B (en) | 1955-12-24 | 1955-12-24 | Electrical torsional vibration meter working with carrier frequency modulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED21992A DE1010749B (en) | 1955-12-24 | 1955-12-24 | Electrical torsional vibration meter working with carrier frequency modulation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1010749B true DE1010749B (en) | 1957-06-19 |
Family
ID=7037288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DED21992A Pending DE1010749B (en) | 1955-12-24 | 1955-12-24 | Electrical torsional vibration meter working with carrier frequency modulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1010749B (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE673183C (en) * | 1933-05-28 | 1939-03-17 | Erich Sandner | Electrical torsional vibration measuring device |
-
1955
- 1955-12-24 DE DED21992A patent/DE1010749B/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE673183C (en) * | 1933-05-28 | 1939-03-17 | Erich Sandner | Electrical torsional vibration measuring device |
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