SU1154556A1 - Multichannel device for measuring temperature of rotating object - Google Patents

Abstract

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА, включающее индуктивный токосъемник с числом вращающихс  обмоток, равным числу каналов устройства , генератор сигнала подстройки , подключенньй к неподвижной обмотке индуктивного токосъемника, и содержащее в каждом канале измерени  термопару, расположенную на вращающемс  объекте, магнитомодул ционный токосъемник, включающий магнитопровод и неподвижные измерительную, модул ционную обмотки, обмотки обратной св зи и дополнительной модул ции, а также вращающуюс  обмотку, подключенную через соответствующую вращающуюс  обмотку индуктивного токосъемника к термопаре, и вторичную аппаратуру, включающую согласующий блок, подключенный к измерительной обмотке, последовательно соединенные режекторный фильтр, фильтр верхних частот, первый полосовой фильтр, первый выпр митель, первый интегратор , подключенный к управл ющему входу управл емого усилител , нагруженного через регистратор на обмотку обратной св зи, фильтр низких частот подключенный к выходу режекторного фильтра, первый и второй управл емые ключи, второй полосовой фильтр и второй интегратор, подключенный к входу управл емого усилител , генератор переменного тока, подключенный к модул ционной обмотке, последовательно соединенные делительчастоты и преобразователь напр жениеток , нагруженный на обмотку дополнительной модул ции, причем выход делител  частоты подключен к управл кщему входу первого управл емого л ключа, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  чувствительности и уменьшени  погрешности преобразовани , во вторичную аппаратуру каждого канала введены коммутатор , третий полосовой фильтр, второй и третий выпр мители и сумматор, при зтом второй полосовой фильтр, второй СП выпр митель и первый управл емый ключ j;:. соединены последовательно, третий . СП полосовой фильтр, третий выпр митель , У1 и второй управл емый ключ соединены также последовательно, выходГ фильтра 05 низких частот подключеУ к входу коммутатора , входы второго и третьего полосовых фильтров подключены к -выхо дам коммутатора, выходы первого и второго управл емых ключей соединены с входом сумматора, выход которого подключен к входу второго интегратора, вход делител  частоты подключен к выходу генератора переменного тока, выход делител  частоты соединен с управл ющими входами коммутатора иMUNICIPAL TELEPHONE magnetic circuit and fixed measuring, modulation windings, feedback windings and additional modulation, as well as rotation A connected winding through an appropriate rotating winding of an inductive current collector to a thermocouple, and a secondary apparatus including a matching unit connected to the measuring winding, a notch filter connected in series, a high pass filter, a first band filter, a first rectifier, a first integrator connected to the control winding the input of the controlled amplifier, loaded through the recorder to the feedback winding, a low-pass filter connected to the output of the notch filter, the first and W controlled keys, a second bandpass filter and a second integrator connected to the input of the controlled amplifier, an alternator connected to the modulation winding, serially connected frequency divider and voltage converter loaded on the additional modulation winding, the output of the frequency divider connected to the control input of the first control key, characterized in that, in order to increase the sensitivity and decrease the conversion error, to the secondary equipment each channel administered switch, the third bandpass filter, second and third rectifiers and an adder, with ztom second bandpass filter, the second SP rectifier and a first controllable switch j;:. connected in series, third. SP bandpass filter, the third rectifier, U1 and the second controlled key are also connected in series, the output of the low-pass filter 05 is connected to the input of the switch, the inputs of the second and third band-pass filters are connected to the switch output terminals, the outputs of the first and second controlled keys are connected to the input of the adder, the output of which is connected to the input of the second integrator, the input of the frequency divider is connected to the output of the alternator, the output of the frequency divider is connected to the control inputs of the switch and

Description

второго управл емого ключа , аченsecond controlled key, achen

выход согласующего блока подклю-ра.output of the matching unit of the sub-switch.

к входу режекторного фильтto the notch filter input

Изобретение относитс  к темпераThis invention relates to tempera

турным измерени м и предназначено дл  многоканального измерени  температуры вращающегос  объекта с помощью термопар .meters and is intended for multichannel temperature measurement of a rotating object using thermocouples.

Известны многоканальные устройства дл  измерени  температуры вращающегос объекта с помощью термопар, сигнал которых преобразуетс  на вращаюп1емс  объекте с помощью дополнительных преобразователей (источников питани , усилителей, модул торов, преобразователей напр жение-частота и т.п.) в переменньй сигнал, который затем передаетс  на неподвижную аппаратуру с помощью бесконтактных токосъемных устройств или по радио- и оптическому каналам 1 .Multichannel devices for measuring the temperature of a rotating object using thermocouples are known, the signal of which is converted on the rotating object with the help of additional converters (power sources, amplifiers, modulators, voltage-frequency converters, etc.) to a variable signal, which is then transmitted to fixed equipment using contactless collector devices or radio and optical channels 1.

Точность измерени  температуры с помощью этих устройств сравнительно невелика, так как активные дополнительные преобразователи, расположенные на вращающемс  объекте, внос т при преобразовании сигналов термопар дополнительные погрешности. Кроме того, указанные активные дополнительные преобразователи выполн ютс , как правило, на полупроводниковых элементах , что ограничивает максимальную температуру окружакицей среды (125150 С), а погрешности измерени  составл ют при этом не менее 5%. .The accuracy of temperature measurement with these devices is relatively low, since active additional transducers located on a rotating object introduce additional errors in the conversion of thermocouple signals. In addition, these active additional converters are performed, as a rule, on semiconductor elements, which limits the maximum temperature of the environment (125150 C), and the measurement errors are at least 5%. .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  многоканальное устройство дл  измерени  температуры вращающегос  объекта , включающее индуктивный токосъемник с числом вращающихс  обмоток, равным числу каналов устройства, генератор сигнала подстройки, подключенный к неподвижной обмотке индуктивного токосъемника, и содержащее в каждом канале измерени  термопару, расположенную на вращающемс  объекте, магнитомодул ционный токосъемник, включающий магнитопровод и неподвижно расположенные измерительную, модул ционную обмотки, обмотки.обратной св зи и дополнительной модул ции а также вращающуюс  обмотку, подключенную через соответствующую вращающуюс  обмотку индуктивного токосъемника к термопаре, генератор переменного тока, подключенный к модул ционной обмотке, согласующий блок, подключенный к измерительной обмотке к выходу которого подключены последовательно соединенные второй управл емый ключ и режекторный фильтр, к выходу которого подключены последовательно соединенные фильтр верхни частот, первый полосовой фильтр, демодул тор и первый интегратор, также последовательно соединенные фильтр низких частот, второй полосовой фильтр, первый управл емый ключ, второй интегратор и управл емый усилитель , нагруженный через регистратор на обмотку обратной св зи, кроме того, последовательно соединенные умножитель частоты, подключенный к выходу генератора переменного тока, делитель частоты и преобразователь напр жение-ток, выход которого подключен к обмотке дополнительной модул ции, и одновибратор, вход которого подключен к выходу делител  частоты, а выход соединен с управл ющим входом второго управл емого ключа, при этом выход первого интегратора подключен к управл ющему вход управл емого усилител , а управл ющи входы первого управл емого ключа подключены к выходам умножител  и делител  частоты соответственно J The closest to the technical essence of the invention is a multichannel device for measuring the temperature of a rotating object, including an inductive current collector with a number of rotating windings equal to the number of device channels, a trimming signal generator connected to the fixed winding of the inductive current collector, and containing a thermocouple located in each measurement channel on a rotating object, a magnetic-modulating current collector, including a magnetic core and a stationary measuring, modulating Winding, winding feedback and additional modulation, as well as a rotating winding connected through an appropriate rotating winding of an inductive current collector to a thermocouple, an alternator connected to the modulation winding, matching unit connected to the measuring winding to the output of which are connected in series a second controlled key and a notch filter, to the output of which are connected in series a high-pass filter, a first band-pass filter, a demodulator and the first a second integrator, a serially connected low-pass filter, a second band-pass filter, a first controllable key, a second integrator, and a controllable amplifier loaded through the recorder to the feedback winding, in addition, a serially connected frequency multiplier connected to the output of the alternator, frequency divider and voltage-current converter, the output of which is connected to the winding of additional modulation, and a one-shot, whose input is connected to the output of the frequency divider, and the output is connected to the control The second input of the control key, the output of the first integrator is connected to the control input of the control amplifier, and the control inputs of the first control key are connected to the outputs of the multiplier and frequency divider respectively J

Недостатками известного устройства  вл ютс  сравнительно невысока  чувстэительность и значительна  погрешность преобразовани . Это вызвано тем, что при смене пол рности тока дополнительной модул ции происходит резкое изменение уровн  второй гармоники тока основной модул ции ,  вл ющегос  информативным параметром, на неподвижной измерительной обмотке. При прохождении этих колебаний через второй полосово фильтр, который, как правило, должен выполн тьс  высокодобротным, происхо дит осреднение уровн  второй гармоники , что вызывает дополнительную погрешность, значение которой пропорционально величине изменений уров н - второй гармоники и добротности полосового фильтра. Цель изобретени  - увеличение чувствительности и уменьшение погрешности преобразовани  устройства. Дл  достижени  поставленной цели в многоканальном устройстве дл  измерени  температуры вращающегос  объекта, включающем индуктивный токосъемник с числом вращающихс  обмоток , равным числу каналов устройства генератор сигнала подстройки, подключенный к неподвижной обмотке индуктивного токосъемника, и содержащем в каждом канале измерени  термопару, расположенную на вращающемс  объекте магнитомодул ционный токосъемник, включающий магнитопровод и неподвижные измерительную, модул ционную обмотки , обмотки обратной св зи и дополнительной модул ции, а также вращающуюс  обмотку, подключенную через соответств тощую вращающуюс  обмотку индуктивного токосъемника к термопаре, и вторичную аппаратуру, включающую согласующий блок, подключенный к измерительной обмотке, посследовательно соединенные режекторный фильтр-, фильтр верхних частот, первый полосовой фильтр, первый выпр митель первьй интегратор, подключенный к управл ющему входу управл емого усил тел , нагруженного через регистратор на обмотку обратной св зи, фильтр низких частот, подключенный к выходу режекторного фильтра, первый и второ управл емые ключи, второй полосовой фильтр и второй интегратор, подключенный к входу управл емого усилител генератор переменного тока, подключенный к молул ционной обмотке, посл довательно соединенные делитель частоты и преобразователь напр жение-то нагруженный на обмотку дополнительно модул ции, причем выход делител  час тоты подключен к управл ющему входу первого управл емого ключа, во втори аппаратуру каждого канала введе HV коммутатор, третий полосовой фильтр,второй и третий выпр мители и сумматор, при этом второй полосовой фильтр, второй выпр митель и первый управл емый ключ соединены последователь но, третий полосовой фильтр, третий выпр митель и второй управл емый ключ соединены также последовательно, выход фильтра низких частот подключен к входу коммутатора, входы и третьего полосовых фильтров подключены к выходам коммутатора, выходы первого и второго управл емых ключей соединены с входом сумматора, выход которого подключен к входу второго интегратора, вход делител  частоты подключен к выходу генератора переменного -тока, выход делител  частоты соединен с управл ющими входами коммутатора и второго управл емого ключа, а ВБПСОД согласующего блока подключен к входу режекторного фильтра. На фиг, 1 приведена функциональна  схема многоканального устройства дл  измерени  температуры вращающегос  объекта (вторична  аппаратура показана дл  одного канала преобразовани ) ; на фиг. 2 и 3 - диаграммы напр жений, по сн ющие работу устройства . Устройство содержит (фиг. 1) магнитомодул ционные токосъемники 1, число которых равно числу каналов измерени  температуры вращающегос  объекта, индуктивньй токосъемник 2 дл  передачи сигнала подстройки, индуктивный токосъемник 3 дл  контрол  температуры холодного спа  термопар и вторичную аппаратуру.. Каждый магнитомодул ционный токосъемник 1 включает магнитопровод 4, вращающуюс  сигнальную обмотку 5 и р д неподвижных обмоток - измерительную 6, модул ционную 7, дополнительной модул ции 8 и обратной св зи 9, 1 Индуктивньш токосъемник 2 включает магнитопровод 10, неподвижную обмотку 1 1 и р д вращающихс  идентичных обмоток 12 (например, скрученных в один провод из нескольких жил), число которых равно числу каналов устройства . Индуктивньй токосъемник 3 включает магнитопровод 13, неподвижную 14 и вращающуюс  15 обмотки. На вращающемс  объекте расположены термопары 16, число которых равно числу каналов измерени , терморезнстор 17 и дополнительные резисторы 18, Последние обеспечивают требуемый режим работы термопар 16, например режим заданного тока, в случае, если активное сопротивление вращающихс  обмоток- 5 и 12 токосъемников 1 и 2 соответственно и соединительных проводов мало, Терморезистор 17 распопагаетс  непосредственно на холодном спае одной из термопар 16 и его сопротивление однозначно соответствует температуре спа . Терморезистор 17 может выполн тьс  в виде проволоки из меди или платины, намотанной на холодньй спай термопары 16, При небольших температурах холодного спа  термопары 16 возможно использование полупроводниковых терморезисторов . Холодные.спаи термопар 16 должны располагатьс  в непосредственной близости один от другого, чтобы они имели возможно более близкие значени  температур, терморези-, стор 17 подключаетс  к вращающейс  обмотке 15 индуктивного токосъемника 3, Кажда  из термопар 16 включена последовательно с соответствующей вращающейс  обмоткой 12 индуктив ного теплосъемника 2 и разистором 18 и соединена с вращающейс  обмоткой 5 соответствующего индуктивного токосъемника 1 , Неподвижна  обмотка 14 индуктивного токосъемника 3 подключена к блоку 19 измерени  температуры холод ного спа  термопары. Неподвижна  обмотка 1 t индуктивкого токосъемника 2 подключена к выходу генератора 20 сигнала подстро ки, который представл ет собой генер тор переменного напр жени  стабильно частоты (2-3 кГц) и стабильной ампли туды, значение которой существенно не вли ет на магнитное состо ние маг нитопроводов магнитомодул дионных токосъемников 1 (единицы-дес тки милливольт), Аппаратура обработки измерительного сигнала магнитомодул ционных токосъемников 1, одинакова  дл  каждого канала измерени  (на фиг, 1 показана аппаратура только одного кана ла), содержит генератор 21 переменно го тока модул ции делитель 22 часто ты, преобразователь 23 напр жение-то согласующий блок 24, режекторный фштьтр 25, фильтр 26 верхних частот, первьА полосовой фильтр 27, первый вьтр митель 28, интегратор 29, управ л емый усилитель 30 мощности, фильтр 31 нижних частот, коммутатор 32, второй полосовой фильтр 33, второй выпр митель 34, второй управл емый ключ 35, третий полосовой фильтр 36, третий выпр митель 37, третий управл емый ключ 38, сумматор 39, второй интегратор 40 и регистратор 41 тока. Делитель 22 частоты имеет коэффициент делени  8-10, Режекторный фильтр 25 подавл ет первую гармонику тока основной модул ции генератора 21 . Фильтр 26 верхних частот имеет частоту среза в 2-3 раза меньше частоты сигнала подстройки генератора 20, Полосовой фильтр 27 настроен на частоту сигнала подстройки, фильтр 31 низких частот имеет частоту среза в 2-3 раза вьпие частоты второй гармоники тока основной модул ции генератора 21, Второй 33 и третий 36 полосовые фильтры настроены на часто ту второй гармоники тока основной модул ции генератора 21, В случае, когда выходной сигнал магнитомодул ционного токосъемника 1 снимаетс  не по второй гармонике тока основной модул ции генератора 21, а по другой, например по первой, третьей или четвертой гармонике, то фильтры 26, 31, 33 и 36 должны быть перестроены соответствующим образом. Генератор 21, деталь 22, преобразователь 23 соединены последовательно , причем выход генератора 21 подключен к модул ционной обмотке 7, а выход преобразовател  23 - к обмотке 8 дополнительной модул ции, Согласуюп ий блок 24, фильтры 25, 26 и 27, выпр митель 28, интегратор 29 соединены последовательно, причем вход блока 24 подключен к измеритель ной обмотке 6, а выход интегратора 29 - к управл ющему усилителю 30, Вход фильтра 31 соединен с выходом фильтра 25, а выход - с входом коммутатора 32, К выходам коммутатора 32 подключены две одинаковые цепи послвдс«ательно соединенных элементов, В первую и вторую цепь вход т фильтры 33 и 36, выпр мители 34 и 37 и ключи 35 и 38 соответственно, С5 матор 39, интегратор 40, усилитель 30 соединены последовательво, причем входы сумматора 39 подключены выходам ключей 35 и 38, а выход усилител  30 через регистратор 41 нагружен на обмотку 9 обратной св зи. Управл ющие входы коммутатора 32,- и ключей 35 и 38 соединены с выходом делител  22. Устройство работает следующим образом (при работе одного канала измерени  температуры). Ток генератора 21, протекающий по модул ционной обмотке 7 токосъемника 1, создает магнитньгй поток в магнитопроводе 4, достаточный дл  насыщени  одного из участков магнитной цепи. Через обмотку 8 дополнительной модул ции протекает пр моугольный ток со скважностью, равной двум, формируемый с помощью цепи, состо щей из блоков 21-23. ОДновременно сигнал подстройки генератора 20 передаетс  с помощью индуктивного токосъемника 2 во вращающуюс  цепь термопары 16 (термопара 16, вращающиес  обмотки 5 и 12 и резистор 18). В неподвижной измерительной обмот ке 6 магнитомодул ционного токосъемника 1 наводитс  ЭДС, состо ща  из четных и нечетных гармоник тока основной модул ции генератора 21 и сигнала подстройки, промодулированных низкочастотным пр моугольным напр жением тока дополнительной моду л ции. Формы сигнала на измерительно обмотке 6 ( llg ) приведена на фиг. 2а Указанный сигнал проходит согласующий блок 24 и поступает на вход режекторного фильтра 25, который подавл ет первую гармонику частоты тока основной модул ции. Далее сигнал поступает на входы фильтров верхних 26 и низких 31 частот. Фильтр 26 выдел ет сигнал подстройки , который затем усиливаетс  полосовым активным фильтром 27, демодулируетс  выпр мителем 28, сиг нал огибающей интегрируетс  интегра тором 29 и заводитс  на управл ющий вход управл емого усилител  30 мощности , коэффициент усилени  которог таким образом, определ етс  уровнем огибающей сигнала подстройки. Фильтр 31 низких частот выдел ет сигнал второй гармоники тока основн модул ции (информативный сигнал), к торый затем подаетс  на вход коммут тора 32. . Последний управл етс  от делител  22 частоты и в течение пол периода входной сигнал второй гармоники подаетс  на вход второго полос вого фильтра 33, а в течение другог на вход третьего полосового фильтра Тем самым производитс  разделение информативного сигнала на два канала преобразовани , в однониз которых производитс  преобразование сигнала в положительный полупериод низкочастотного тока дополнительной модул ции, а в другом - в отрицательный полупериод . Форма входного сигнала второго полосового фильтра 33 (Ujj) и форма входного сигнала третьего полосового фильтра 36 ( эб) приведены на фиг. 26,в| соответственно. Далее усиленный сигнал второй гармоники выпр мл етс  в каждом канале вторым 34 и третьим 37 выпр мител ми и поступает на входы первого 35 и второго 38 управл емых от делител  22 ключей, которые срезают переходные процессы, по вл ющиес  после полосовых фильтров 33 и 36 соответственно . Сигналы с выходов первого 35 и второго 38 управл емых ключей поступают на вход сумматора 39. В случае, когда разность температур между спа ми термопары 16 равна нулю и отсутствует остаточна  намагниченность магнитолровода 4 магнито-: модул ционного токосъемника 1, уровн  второй гармоники тока основной модул ции в каждый полупериод дополнительной низкочастотной модул ции равны , так как рабочие точки магнитопровода 4 имеют одинаковое положение. В этом случае форма входного сигнала сумматора имеет вид, приведенный на фиг. За. Поэтому на выходах сумматора 39, интегратора 40 и управл емого усилител  30 мощности сигнал отсутствует и ток компенсации в обмотке 9 обратной св зи через регистратор 41 не протекает. При по влении разности температур между спа ми термопары 16 во вращающейс  цепи протекает посто нный ток, пропорциональный этой разности. В соответствии с принципом работы магнитомодул ционного токосъемника 1 это вызывает изменение уровн  торой гармоники тока основной модул ции на измерительной обмотке 6. Поскольку производитс  дополнительна  модул ци  низкочастотным пр моугольньм током, то посто нный магнитный поток, созданный развиваемой термопарой 16 ЭДС,. в один полупериод низкочастотного тока дополнительной модул ции суммируетс  с магнитным потоком дополнительной модул ции, а в другой - вычитаетс . Это вызывает увеличение второй гармоники в один изThe disadvantages of the known device are relatively low sensitivity and a significant conversion error. This is due to the fact that when the current of the additional modulation changes polarity, there occurs a sharp change in the level of the second harmonic of the main modulation current, which is an informative parameter, on the fixed measuring winding. With the passage of these oscillations through the second band-pass filter, which, as a rule, should be performed with high-quality, the second harmonic level is averaged, which causes an additional error, the value of which is proportional to the value of the changes in the level n - the second harmonic and the quality factor of the band-pass filter. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and decrease the error of the device conversion. To achieve this goal, a multichannel device for measuring the temperature of a rotating object, including an inductive current collector with a number of rotating windings, is equal to the number of channels of the device, a trimming signal generator connected to the fixed winding of the inductive current collector, and a thermocouple located in each channel of measurement, located on the rotating object current collector, including magnetic core and fixed measuring, modulation windings, feedback windings and will complement modulation, as well as a rotating winding connected through the corresponding thin rotating winding of an inductive current collector to a thermocouple, and secondary equipment including a matching unit connected to the measuring winding, subsequently connected to the notch filter, high-pass filter, first band-pass filter, first rectifier the first integrator connected to the control input of the controlled amplifier of the body loaded through the recorder to the feedback winding, a low-pass filter connected to the output reject the first and second controlled keys, the second bandpass filter and the second integrator connected to the input of the controlled amplifier alternator connected to the mutation winding, successively connected frequency divider and voltage transformer loaded on the winding for additional modulation , with the output of the frequency divider connected to the control input of the first control key, in the secondary equipment of each channel enter the HV switch, the third band-pass filter, the second and third rectifiers and the adder while the second bandpass filter, the second rectifier and the first control key are connected in series, the third band filter, the third rectifier and the second control key are also connected in series, the output of the low-pass filter is connected to the input of the switch, the inputs and the third band filter are connected the outputs of the switch, the outputs of the first and second controlled keys are connected to the input of the adder, the output of which is connected to the input of the second integrator, the input of the frequency divider is connected to the output of the alternating current generator , the output of the frequency divider is connected to the control inputs of the switch and the second controlled key, and the IGSSOD of the matching unit is connected to the input of the notch filter. Fig. 1 shows a functional diagram of a multichannel device for measuring the temperature of a rotating object (secondary equipment is shown for one conversion channel); in fig. 2 and 3 are voltage diagrams for the operation of the device. The device contains (Fig. 1) magnetically-modulated current collectors 1, the number of which is equal to the number of channels for measuring the temperature of a rotating object, an inductive current collector 2 for transmitting a trimming signal, an inductive current collector 3 for controlling the temperature of the cold thermocouple spades and secondary equipment. Each magnetic modulation current collector 1 includes magnetic conductor 4, rotating signal winding 5 and a number of stationary windings - measuring 6, modulating 7, additional modulation 8 and feedback 9, 1 Inductive current collector 2 vc yuchaet magnetic core 10, the winding 1 fixed 1 and rotating a plurality of identical windings 12 (e.g., twisted wire in one of several wires), the number of which equals the number of channels of the device. The inductive current collector 3 includes a magnetic core 13, a fixed 14 and a rotating 15 winding. Thermocouples 16 are located on the rotating object, the number of which is equal to the number of measurement channels, thermal resistor 17 and additional resistors 18, the latter provide the required operation mode for thermocouples 16, for example, a given current mode, if the active resistance of the rotating windings is 5 and 12 current collectors 1 and 2 accordingly, there are few connecting wires, Thermistor 17 can be directly detected on the cold junction of one of the thermocouples 16 and its resistance definitely corresponds to the temperature of the spa. Thermistor 17 can be made in the form of copper or platinum wire wound on the cold junction of thermocouple 16. At low temperatures in the cold spa of thermocouple 16, semiconductor thermistors can be used. Thermocouple 16 junctions must be located in close proximity to each other so that they have the closest possible temperature values. Thermoresisors, the strap 17 is connected to the rotating winding 15 of the inductive current collector 3. Each thermocouple 16 is connected in series with the corresponding rotating winding 12 of the inductive current. the heat collector 2 and the separator 18 and is connected to the rotating winding 5 of the corresponding inductive current collector 1, the fixed winding 14 of the inductive current collector 3 is connected to the measuring unit 19 of the temp ture cold Foot Spa thermocouple. The stationary winding 1 t of the inductive current collector 2 is connected to the output of the tuning signal generator 20, which is an alternating voltage voltage generator with a stable frequency (2-3 kHz) and stable amplitude, the value of which does not significantly affect the magnetic state of the magnetic conductors Magnetic module of the diode current collectors 1 (unit-ten millivolts); The equipment for processing the measuring signal of magnetic modulating current collectors 1 is the same for each measurement channel (Fig. 1 shows the equipment of only one channel), Generator 21 alternating current modulation frequency divider 22, converter 23 voltage voltage matching unit 24, notch 25, high pass filter 26, first band filter 27, first driver 28, integrator 29, controllable amplifier 30 power, lowpass filter 31, switch 32, second bandpass filter 33, second rectifier 34, second control key 35, third band filter 36, third rectifier 37, third control key 38, adder 39, second integrator 40 and recorder 41 current. The frequency divider 22 has a division factor of 8-10. The notch filter 25 suppresses the first harmonic current of the fundamental modulation of the generator 21. The high-pass filter 26 has a cut-off frequency of 2-3 times less than the frequency of the generator trim signal 20, the Band-pass filter 27 is tuned to the frequency of the trim signal, the low-pass filter 31 has a cut-off frequency of 2-3 times the frequency of the second harmonic of the current primary modulation of the generator 21 The second 33 and third 36 bandpass filters are tuned to the frequency of the second harmonic of the main modulation current of the generator 21. In the case when the output signal of the magnetic modulating current collector 1 is not determined by the second harmonic of the main current of the generator 21, but by another, for example on the first, third or fourth harmonic, then the filters 26, 31, 33 and 36 should be rebuilt accordingly. The generator 21, part 22, converter 23 are connected in series, with the output of generator 21 connected to the modulation winding 7, and the output of converter 23 to the winding 8 of additional modulation, Harmonizing unit 24, filters 25, 26 and 27, rectifier 28, the integrator 29 is connected in series, the input of the block 24 is connected to the measuring winding 6, and the output of the integrator 29 is connected to the control amplifier 30, the input of the filter 31 is connected to the output of the filter 25, and the output to the input of the switch 32, Two outputs are connected to the outputs of the switch 32 identical chains last " connected elements, the first and second circuits include filters 33 and 36, rectifiers 34 and 37 and keys 35 and 38, respectively, C5 mater 39, integrator 40, amplifier 30 are connected in series, with the inputs of adder 39 connected to the outputs of keys 35 and 38, and the output of the amplifier 30 through the recorder 41 is loaded onto the feedback winding 9. The control inputs of the switch 32, - and the keys 35 and 38 are connected to the output of the divider 22. The device operates as follows (when one channel of temperature measurement is operating). The generator current 21 flowing through the modulation winding 7 of the current collector 1 creates a magnetic flux in the magnetic core 4, sufficient to saturate one of the sections of the magnetic circuit. Through the winding 8 of additional modulation, a rectangular current flows with a duty cycle equal to two, generated by a circuit consisting of blocks 21-23. At the same time, the adjustment signal of the generator 20 is transmitted by an inductive current collector 2 to the rotating circuit of thermocouple 16 (thermocouple 16, rotating windings 5 and 12 and resistor 18). In the stationary measuring winding 6 of the magnetically-modulating current collector 1, an emf is induced, consisting of even and odd harmonics of the current of the main modulation of the generator 21 and the trim signal modulated by a low-frequency rectangular voltage of the additional modulation current. The waveforms on measuring winding 6 (llg) are shown in FIG. 2a. The indicated signal passes the matching unit 24 and is fed to the input of the notch filter 25, which suppresses the first harmonic of the frequency of the main modulation current. Next, the signal is fed to the inputs of the filters of the upper 26 and low 31 frequencies. Filter 26 extracts a trim signal, which is then amplified by a passband active filter 27, demodulated by a rectifier 28, integrated by integrator 29 and sent to the control input of a controllable power amplifier 30, the gain of which is thus determined by the level of the envelope signal adjustments. The low-pass filter 31 extracts the second harmonic signal of the main modulation current (informative signal), which is then fed to the input of the switch 32.. The latter is controlled from frequency divider 22 and during the field of the period the input signal of the second harmonic is fed to the input of the second band-pass filter 33, and during the other to the input of the third band-pass filter. Thus, the informative signal is divided into two conversion channels, into which one signal in the positive half-period of the low-frequency current of additional modulation, and in the other - in the negative half-period. The shape of the input signal of the second bandpass filter 33 (Ujj) and the shape of the input signal of the third bandpass filter 36 (EB) are shown in FIG. 26 in | respectively. Next, the amplified signal of the second harmonic is rectified in each channel by the second 34 and third 37 rectifiers and is fed to the inputs of the first 35 and second 38 22 keys controlled from the divider, which cut off the transients that occur after the band-pass filters 33 and 36, respectively . The signals from the outputs of the first 35 and second 38 controlled keys are fed to the input of the adder 39. In the case when the temperature difference between the thermocouple spans 16 is zero and there is no residual magnetization of the magnetic conductor 4 of the magnetic modulation current collector 1, the level of the second harmonic current of the main module In each half-period, additional low-frequency modulation is equal, since the operating points of the magnetic circuit 4 have the same position. In this case, the input form of the adder has the form shown in FIG. Behind. Therefore, at the outputs of the adder 39, the integrator 40 and the controlled power amplifier 30, there is no signal and the compensation current in the feedback winding 9 does not flow through the recorder 41. When a temperature difference appears between the thermocouple 16 thermocouples in the rotating circuit, a constant current flows, which is proportional to this difference. In accordance with the principle of operation of the magnetic modulating current collector 1, this causes a change in the harmonic level of the current of the main modulation on the measuring winding 6. Since additional modulation is performed by the low-frequency rectangular current, the constant magnetic flux created by the developed thermocouple 16 EMF ,. in one half period, the low frequency current of the additional modulation is summed with the magnetic flux of the additional modulation, and in the other, it is subtracted. This causes an increase in the second harmonic in one of

полупериодов и уменьшение в другой, и форма входного сигнала сумматора 39 имеет вид, приведенный на фиг. 36half periods and a decrease in another, and the input signal of the adder 39 has the form shown in FIG. 36

(и;,).(and;,).

Разность напр жений положительной 5 и отрицательной полуволн интегрируетс  интегратором АО и преобразуетс  управл емым усилителем 30 в ток, которьй через регистратор 41 поступает в обмотку 9 обратной св зи магнитомодул ционного токосъемника 1, компенсиру  магнитньй поток, созданный вращающейс  обмоткой 5. Значение тока компенсащни в обмотке 9 обратной св зи однозначно соответствует раз- 5 «ости температур между спа ми термопары 16,Окончательно определение температуры вращакицегос  объекта в месте закладки термопары 1 производитс  20 с учетом значени  температуры холодного спа , определ емого с помощью терморезистора 17, индуктивного токосъемника 3 и блока 19 измерени .The difference in voltage of positive 5 and negative half-waves is integrated by the integrator AO and converted by the controlled amplifier 30 into the current, which through the recorder 41 enters the feedback winding 9 of the magnetic modulating current collector 1, compensating the magnetic flux created by the rotating winding 5. The compensation current in the winding 9 feedbacks unambiguously correspond to the temperature differences between the thermocouples 16 thermocouples. Finally, the determination of the temperature of the rotating object in the place where the thermocouple 1 was laid takes 20 seconds. taking into account the temperature of the cold spa, determined by a thermistor 17, an inductive current collector 3 and a measurement unit 19.

Изменение коэффициента преобраЗовани  магнитомодул циокного токосъемника 1 при изменени х температуры окружающей среды, привод щих к изменению магнитных свойств материала магнитопровода, воздушных зазоров и 30 T.ft.v компенсируетс  с помощью цепи преобразовани  сигнала подстройки, включак дей блоки 26-30. При этом измене ни  уровн  огибающей сигнала подстройки на выходе первого интегратора 29 jj с обратным знаком подаютс  на управл нлщй вход управл емого усилител  30, измен   его коэффициент усилени  таким образом, чтобы козффии.иентA change in the conversion rate of the magnetic module of the current collector 1 with changes in the ambient temperature leading to a change in the magnetic properties of the magnetic core material, air gaps and 30 T.ft.v is compensated for by using a trimming circuit, including blocks 26-30. In this case, the change in the level of the trimming envelope at the output of the first integrator 29 jj with the opposite sign is fed to the control input of the controlled amplifier 30, changing its gain factor so that the kosffi.

передачи тракта, включающего магнитомодул ционньй токосъемник 1, линию св зи, согласующий блок 24, режекторный фильтр 25, фильтр 31 низких частот , коммутатор 32, полосовые фильтры 33 и 36, выпр мители 34 и 37, управл емые ключи 35 и 38, сумматор 39, интегра; тор 40 и управл емьй усилитель 30 мощности, оставалс  посто нным, тем самым в получающейс  компенсационной схеме исключаетс  вли ние мультипликативных Составл ющих погрешности преобразовани .transmission path, including the magnetic current collector 1, the communication line, matching unit 24, notch filter 25, low-pass filter 31, switch 32, band-pass filters 33 and 36, rectifiers 34 and 37, controllable keys 35 and 38, adder 39 ; integration; The torus 40 and the controllable power amplifier 30 remained constant, thereby eliminating the influence of the multiplicative Transformation error components in the resulting compensation circuit.

Аддитивна  составл юща  погрешности преобразовани  магнитомодул ционного токосъемника 1 устран етс  с помощью метода преобразовани , включающего дополнительную модул цию, реализуемую с помощью блоков 21, 22, 23, 32, 33 и 36, 34 и 37, 35, 38 и 39. При этом используетс  симметри  кривой намагничивани  магнитопровода магнитомодул ционного токосъемника 1, что обеспечивает одинаковое изменение площадей отрицательной и положительной полуволн низкочастотного напр жени  после управл емых ключей 35 и 38 при изменении магнитных свойств магнитопровода, вызванных колебани ми температуры. Несмотр  на то, что площади полуволн мен ютс , разность их при изменении параметров окружающей ; среды остаетс  посто нной.The additive component of the conversion error of the magnetically-modulated current collector 1 is eliminated by the conversion method, which includes the additional modulation implemented by the blocks 21, 22, 23, 32, 33 and 36, 34 and 37, 35, 38 and 39. In this case, symmetry of the magnetization curve of the magnetic circuit of the magnetic modulating current collector 1, which provides the same change in the areas of the negative and positive half-waves of the low-frequency voltage after the controlled keys 35 and 38 when the magnetic properties of the magnetic circuit change, Baths wobbles temperature. Although the half-wave areas change, the difference between them when the surrounding parameters change; environment remains constant.

Таким образом, предлочсенное устройство по сравнению с известным за счет введени  двух каналов преобразовани  имеет повышенные чувствительность и -очность.Thus, the proposed device, as compared with the known one, due to the introduction of two conversion channels, has an increased sensitivity and accuracy.

Фl/г,fFl / g, f

bb

22

/,/,

3939

к;to;

Claims (1)

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА, включающее индуктивный токосъемник с числом вращающихся обмоток, равным числу каналов устройства, генератор сигнала подстройки, подключенный к неподвижной обмотке индуктивного токосъемника, и содержащее в каждом канале измерения термопару, расположенную на вращающемся объекте, магнитомодуляционный токосъемник, включающий магнитопровод и неподвижные измерительную, модуляционную обмотки, обмотки обратной связи и дополнительной модуляции, а также вращающуюся обмотку, подключенную через соответствующую вращающуюся обмотку индуктивного токосъемника к термопаре, и вторичную аппаратуру, включающую согласующий блок, подключенный к измерительной обмотке, последовательно соединенные режекторный фильтр, фильтр верхних частот, первый полосовой фильтр, 'первый выпрямитель, первый интегратор, подключенный к управляющему вхо ду управляемого усилителя, нагруженного через регистратор на обмотку обратной связи, фильтр низких частот; подключенный к выходу режекторного фильтра, первый и второй управляемые ключи, второй полосовой фильтр и второй интегратор, подключенный к входу управляемого усилителя, генератор переменного тока, подключенный к модуляционной обмотке, последовательно соединенные делитель· частоты и преобразователь напряжениеток, нагруженный на обмотку дополнительной модуляции, причем выход делителя частоты подключен к управляющему входу первого управляемого ключа, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности и уменьшения погрешности преобразования, во вторичную аппаратуру каждого канала введены коммутатор, третий полосовой фильтр, второй и третий выпрямители и сумматор, при этом второй полосовой фильтр, второй выпрямитель и первый управляемый ключ соединены последовательно, третий полосовой фильтр, третий выпрямитель и второй управляемый ключ соединены также последовательно, выход; фильтра низких частот подключей к входу коммутатора, входы второго и третьего полосовых фильтров подключены к выхо— дам коммутатора, выходы первого и второго управляемых ключей соединены с входом сумматора, выход которого подключен к входу второго интегратора, вход делителя частоты подключен к выходу генератора переменного тока, выход делителя частоты соединен с управляющими входами коммутатора и второго управляемого ключа , а выход согласующего блока подклю чен к входу режекторного фильтра.MULTI-CHANNEL DEVICE FOR MEASURING THE TEMPERATURE OF A ROTATING OBJECT, including an inductive current collector with the number of rotating windings equal to the number of channels of the device, a tuning signal generator connected to the fixed winding of the inductive current collector, and containing in each measurement channel a thermocouple located on the rotating current-carrying object, which includes a magnetically conducting current-carrying object and stationary measuring, modulating windings, feedback windings and additional modulation, as well as rotating a winding connected through a corresponding rotating winding of the inductive current collector to a thermocouple, and secondary equipment, including a matching unit connected to the measuring winding, a notch filter, a high-pass filter, a first bandpass filter, the first rectifier, the first rectifier, the first integrator connected to the control input controlled amplifier, loaded through the recorder to the feedback winding, low-pass filter; connected to the output of the notch filter, the first and second controlled keys, the second bandpass filter and the second integrator connected to the input of the controlled amplifier, an alternating current generator connected to the modulation winding, a frequency divider · and a voltage converter loaded onto the additional modulation winding, connected in series the output of the frequency divider is connected to the control input of the first managed key, characterized in that, in order to increase the sensitivity and reduce the error transformations, a switch, a third bandpass filter, a second and third rectifier and an adder are introduced into the secondary equipment of each channel, while the second bandpass filter, the second rectifier and the first controlled key are connected in series, the third bandpass filter, the third rectifier and the second controlled key are also connected in series, exit; the low-pass filter is connected to the input of the switch, the inputs of the second and third bandpass filters are connected to the outputs of the switch, the outputs of the first and second controlled keys are connected to the input of the adder, the output of which is connected to the input of the second integrator, the input of the frequency divider is connected to the output of the alternator, the output of the frequency divider is connected to the control inputs of the switch and the second controlled key, and the output of the matching block is connected to the input of the notch filter.