SU1154557A1 - Multichannel device for measuring temperature of rotating object - Google Patents

Abstract

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА, включающее индуктивный токосъемник с числом вращающихс  обмоток, равным числу каналов устройства, генератор сигнала подстройки, подключенный к неподвижной обмотке иидуктивного токосъемника, и содержащее в каждом канале измерени  термопару, расположенную на вращающемс  объекте, магнитомодул ционный токосъемник, включающий магнитопролод и неподвижно располо :сенные измерительную, модул ционную, дополнительную модул ционную обмотку и сбмотку обратной св зи, а также вращающуюс  обмотку, подключенную через соответствующую вращающуюс  обмотку индуктивного токосъемника к термопаре, и вторичную аппаратуру , включающую согласующий блок, подключенный к измерительной обмотке, последовательно соединенньш режекторный фильтр, фильтр верхних частот, первый полосовой фильтр, первый выпр митель и первый интегратор, последовательно соединенные второй интегратор и управл емый усилитель, нагруженный через регистратор на обмотку обратной св зи, последовательно соединенные делитель частоты и преобразователь напр жение-ток , нагруженный на дополнительную модул циэнную обмотку, фильтр низких частот, подключенный к выходу режекторного фильтра , последовательно соединенные второй полосовой фильтр и первый управл емый ключ, генератор переменного тока, нагруженный на модул ционную обмотку, а также второй управл емый ключ, причем выход пер вого интегратора подключен к управл ющему входу управл емого усилител , а )равл ющий вход первого управл емого ключа подключен к выходу делител  частоты, отличающеес  тем, что, с целью уменьщени  погрешности преобразовани  и увеличени  чувствительности, в каждый канал вторичной (Л аппаратуръ введены коммутатор, третий полосовой; фильтр, последовательно соединенные перва  лини  задержки, первый сумматор и второй выпр митель, последовательно соединенные втора  лини  задержки, второй сумматор и третий выпр митель, в также третий сумматор, при этом вход коммутатора ел подключен к выходу фильтра низких частот, входы второго и третьего полосовых фильтров Л подключены к первому и второму входам :л коммутатора, выход третьего полосового фильтра подключен к входу второго управл емого ключа, выходы первого и второго управл емых ключей подключены к входу первой линии задержки и второму входу первого сумматора и к входу второй линии задержки и второму входу второго сумматора соответственно, выходы второго и третьего выпр мителей подключены к входам третьего сумматора, выход которого подключен к входу второго интегратора, вход делител  частоты подключен к выходу генератора переменного тока, управл ющие входы коммутатоMULTIPLE PERSONS AUDIT magnetic and fixedly located: measuring, modulating, additional modulating winding and reverse winding in conjunction with a rotating winding connected via 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 and a first integrator , a second integrator connected in series and a controllable amplifier loaded through a recorder onto a feedback winding, a serially connected frequency divider and a voltage-current converter loaded on an additional modular winding, a low-pass filter connected to the output of the notch filter, a second band-pass filter connected in series and a first controllable key, an alternator loaded on the modulation winding, and a second controllable the key, with the output of the first integrator connected to the control input of the controlled amplifier, a) the equalizing input of the first control key connected to the output of the frequency divider, characterized in that reducing the conversion error and increasing the sensitivity, into each channel of the secondary (A switch, a third band pass; the filter, the first delay lines connected in series, the first adder and the second rectifier, the second delay line connected in series, the second adder and the third rectifier, also the third adder, while the switch input is connected to the output of the low-pass filter, the inputs of the second and third bandpass filters L are connected to the first and second inputs: switch l, the output of the third bandpass filter is connected to the input of the second controlled key, the outputs of the first and second controlled keys are connected to the input of the first l On the delay and the second input of the first adder and to the input of the second delay line and the second input of the second adder, respectively, the outputs of the second and third rectifiers are connected to the inputs of the third 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, control inputs commutator

Description

ны к выходу делител  частоты, а вход реласующего блока.to the output of the frequency divider, and the input of the resilling unit.

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  контрол  температуры роторов крупных гидрогенерато ров, электрических машин, авиадвигателей, а также в тех отрасл х промышленности, где необходим контроль температуры вращаю щихс  частей оборудовани  при повышенных температурах в месте расположени  Токосьемного узла. Известны устройства jcyiH бесконтактного контрол  температуры вращающихс  объектов с помощью тер|иопар, у которых на вращающемс  объекте находитс  преобразова тель напр жение -частота, питающее устройство , излучающа  антенна, а на неподвижном приемное устройство и аппаратура обработки сигнала 1. Однако такие устройства имеют ограниченный диапазон рабочих температур - до iOO120 С, опредеп емый максимальной рабочей температзфой микрозлектронных узлов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  многоканальное устройство дл  измерени  температуры вращающегос  объекта, содержащее индуктивный токосъемник с числом вращающихс  обмоток равным числу каналов устройства, генератор сигнала подстройки, нагруженный на неподвижную обмотку индуктивного токосъемника , и несколько одинаковых каналов преобразовани  температуры. Каждый канал включает магнитомодул пйЪнный токосъемник состо щий из магнитопровода, вращающейс  обмотки, подключенной через соответствуюii yto обмотку индуктивного токосъемника к термопаре, расположенной на вращающемс  объекте, и неподвижных измерительной, модул ционной , дополнительной модул щгонной обмоток и обмотки обратной св зи. Вторична  аппаратура каждого канала содержит последо вательно соединенные согласующий блок, пер вый управл емый ключ, режекторный фильтр фильтр верхних частот, первый полосовой фильтр, демодул тор, первый интегратор, последовательно соединенные фильтр нижних частот, второй шолосовой фильтр, второй управ л емый ключ, второй интегратор, управл емы усилитель, регистратор, последовательно соеди ненные генератор переменного тока, умножитель частоты, делитель частоты и преобразователь напр жение-ток. К измерительной ч., обмотке магнитомодул ционного токосъемника подключен вход согласующего блока, а к дополнительной модул ционной обмотке - вы ход преобразовател  напр жение-ток. Выход первого интегратора подсоединен к управл ющему входу управл емого усилител , вход фильтра нижних частот - к выходу режекторного фильтра, генератор переменного тока нагружен на модул ционную обмотку магнитомодул ционного токосъемника. Между первым управл емым ключом и делителем частоты включен одновибратор, а к управл ющим входам второго управл емого ключа подсоединены выходы умножител  и делител  частоты 2. Недостатком известного устройства  вл етс  сравнительно больша  погрешность преобразовани . Это вызвано тем, что при смене пол рности тока дополнительной модул ции происходит резкое изменение уровн  второй информативной гармоники тока основной модул ции . Высокодобротный полосовой фильтр, необходимый дл  выделени  малого сигнала второй гармоники, из-за большой посто нной времени усредн ет изменение уровн  второй гармоники, вызыва  дополнительную погрещность преобразовани . Цель изобретени  - уменьшение погрешности преобразовани  и увеличение чувствительности 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 даонный токосъемник, включающий игнитoпpoвoд и неподвижно расположенные измерительную, модул ционную, дополнительную модул ционную обмотки и обмотку обратной св зи, а также вращающуюс  обмотку, подключенную через соответствующую вращающую с  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 и первый интегратор, последовательно соединенные второй интегратор и управл емый усилитель, нагруженный через регистратор на обмотку обратной св зи, последовательно соединенные делитель частоты и преобразователь напр жение-ток , нагруженный на дополнительную модул ционную обмотку, фильтр низких частот, подключенный к выходу режекторного фильтра , последовательно соединенные второй полосовой фильтр и первый управл емый ключ, генератор переменного тока, нагружённый на модул ционную обмотку, а также второй управл емый ключ, причем выход первого интегратора подключен к управл ющему входу управл емого усилител , а управл ющийThe invention relates to instrumentation and can be used to control the temperature of the rotors of large hydrogenerators, electric machines, aircraft engines, as well as in those industries where temperature control of rotating equipment parts is necessary at elevated temperatures at the location of the Tokosesemny site. JcyiH devices for contactless temperature monitoring of rotating objects are known using thermocouples, in which a voltage-frequency converter is located on a rotating object, a power supply device, a radiating antenna, and a fixed signal-receiving device on a stationary device 1. However, such devices have a limited range operating temperatures - up to iOO120 С, determined by the maximum operating temperature of the microelectronic units. The closest in technical essence to the invention is a multichannel device for measuring the temperature of a rotating object, containing an inductive current collector with a number of rotating windings equal to the number of device channels, a trimming signal generator loaded on the fixed winding of the inductive current collector, and several identical temperature conversion channels. Each channel includes a magnetic module current collector consisting of a magnetic core, a rotating winding, connected through the corresponding yto winding of an inductive current collector to a thermocouple located on the rotating object, and motionless measuring, modulation, additional module of the helical winding and the feedback winding. The secondary equipment of each channel contains successively connected matching unit, first controllable key, notch filter high pass filter, first bandpass filter, demodulator, first integrator, low pass filter connected in series, second band-pass filter, second control key, second an integrator controlled by an amplifier, a recorder, an alternately connected alternator, a frequency multiplier, a frequency divider, and a voltage-current converter. The input of the matching unit is connected to the measuring part, the winding of the magnetic modulating current collector, and the voltage-current converter output is connected to the additional modulation winding. The output of the first integrator is connected to the control input of the controlled amplifier, the input of the low-pass filter is connected to the output of the notch filter, the alternator is loaded on the modulation winding of the magnetic modulating current collector. A single vibrator is connected between the first control key and the frequency divider, and the multiplier and frequency divider 2 terminals are connected to the control inputs of the second control key. A disadvantage of the known device is the relatively large conversion error. This is because when the polarity of the additional modulation current changes, there is a sharp change in the level of the second informative harmonic of the main modulation current. The high-quality band-pass filter needed to separate the small signal of the second harmonic, due to the long time constant, averages the change in the level of the second harmonic, causing additional conversion error. The purpose of the invention is to reduce the conversion error and increase the sensitivity of the device. 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 equal to the number of device channels, a trimming signal generator connected to the fixed winding of the inductive current collector, and a thermocouple contained in each measurement channel, located on the rotating object, a magnetic module with a current collector, which includes an igniter and fixedly located measuring, modulating, additional modulating coils and feedback winding, as well as a rotating winding connected 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, connected in series with a notch filter, high-pass filter, first band-pass filter, first the rectifier and the first integrator, the second integrator connected in series and the controlled amplifier, loaded through the recorder to the feedback winding, are connected in series Intensive frequency divider and voltage-current converter, loaded on the additional modulation winding, low pass filter, connected to the output of the notch filter, a second band-pass filter connected in series and the first controlled key, alternator loaded on the modulation winding, and the second control key, with the output of the first integrator connected to the control input of the control amplifier, and the control

вход первого, управл емого ключа подключен к выходу делител  частоты, в каждый канал вторичной аппаратуры введены коммутатор, третий полосовой фильтр, последовательно соединенные перва  лини  задержки, первый сумматор и второй выпр митель, последовательно соединенные втора  лини  задержки, второй сумматор и третий выпр митель, а также третий сумматор, при этом вход коммута тора подключен к выходу фильтра низких частот, входы второго и третьего полосовых фильтров подключены к первому и второму П1.1ходам коммутатора, выход третьего полосового фильтра подключен к входу второго управл емого ключа, выходы первого и второго управл емых ключей подключены к входу . первой пинии задержки и второму входу первого сумматора и к входу второй линии задержки и второму входу второго сумматора соответственно, выходы второго и третьего выпр мителей подключены к входам третьего сумматора, выход которого подключен к входу второго интегратора, вход делител  частоты подключен к выходу генератора переменного тока, управл ющие входы коммутатора и втор го управл емого .ключа подключены к выходу делител  частоты, а вход режекторного фильтра соединен с выходом согласующего блока.the input of the first controlled key is connected to the output of the frequency divider; a switch, a third band-pass filter, a series-connected first delay line, a first adder and a second rectifier, a series-connected second delay line, a second adder, and a third rectifier, are inserted into each channel of the secondary equipment, as well as the third adder, while the switch input is connected to the output of the low-pass filter, the inputs of the second and third band-pass filters are connected to the first and second P1.1 inputs of the switch, the output of the third polo The main filter is connected to the input of the second controlled key, the outputs of the first and second controlled keys are connected to the input. the first delay line and the second input of the first adder and to the input of the second delay line and the second input of the second adder, respectively, the outputs of the second and third rectifiers are connected to the inputs of the third 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 control inputs of the switch and the second control key are connected to the output of the frequency divider, and the input of the notch filter is connected to the output of the matching unit.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема многоканального устройства дл  измерени  температуры врап1а1ощегос  объекта (вторична  аппаратура показана дл  одного канала лреобразовани ); на фиг. 2 и 3 - диаграммы напр жений , по сн ющие работу устроГютва. FIG. Figure 1 shows a functional diagram of a multichannel device for measuring the temperature of a rotating object of a cross-section object (secondary equipment is shown for one channel of conversion); in fig. Figures 2 and 3 show stress diagrams for the operation of the device.

Устройство (фиг. 1) содержит магиитомодул ционные токосъемники 1, число которых равно числу каналов измерени  температуры вращающегос  объекта, индуктивный токосъемник 2 дл  передачи сигнала подстройки, индук тивный токосъемник 3 дл  контрол  температуры холодного спа  термопар и вторичную аппаратуру.The device (Fig. 1) contains magneto-modulating 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 trim signal, an inductive current collector 3 for monitoring the temperature of the cold thermocouple spa and secondary equipment.

Каждый магнитомодул ционный токосъемник 1 включает магнитопровод 4, вращающуюс  обмотку 5 и р д неподвижных обмоток - измерительную 6, модул ционную 7, обратной св зи 8 и дополнительную модул ционную 9.Each magnetic modulating current collector 1 includes a magnetic core 4, a rotating winding 5 and a series of stationary windings — a measuring 6, a modulation 7, a feedback 8 and an additional modulation 9.

Инд тивный токосъемник 2 включает магнитопровод 10, неподвижную обмотку 11 и р д вращающихс  идентичных, обмоток 12, число которых равно числу каналов устройства .The inductive current collector 2 includes a magnetic core 10, a fixed winding 11, and a number of identical rotating, windings 12, the number of which is equal to the number of channels of the device.

Индуктивный токосъемник 3 включает магнитопровод 13, неподвижную 14 и вращающую с  15 обмотки.Inductive current collector 3 includes magnetic core 13, fixed 14 and rotating with 15 windings.

На вращающемс  объекте расположены термопары 16, число которых равно числу каналов измерени , терморезистор 17 и дополнительные резисторы 18. Последние обеспечивают требуемый режим работы термопар 16, напри мер режим заданного тока, в случае, если активное сопротивление вращающихс  обмоток 5 и 12 мало. Терморезистор 17 располагаетс  непосредственно на холодном спае одной из термопар 16 и его сопротивление однозначно соответствует температуре спа . Он может быт йыполнен в виде проволоки из меди или платины , намотанной на холодный спай термопары 16. Терморезистор 17 подключаетс  к вращающейс  обмотке 15 индуктивного токосьемника 3. Кажда  из термопар 16 включена последовательно с соответствующей вращающейс  обмоткой 12 индуктивного 1 токосъемника 2 и резистором 18 и соединена с вращающейс  обмоткой 5 соответствующего магнитомодул ционного токосъемника 1. Неподвижна  обмотка 14 индуктивного токосъемника 3 подключена к блоку 19 измерени  температуры холодного спа  термопары 16.Thermocouples 16 are located on the rotating object, the number of which is equal to the number of measurement channels, thermistor 17 and additional resistors 18. The latter provide the required operation mode of thermocouples 16, for example, the mode of a given current, if the resistance of the rotating windings 5 and 12 is small. The thermistor 17 is located directly on the cold junction of one of the thermocouples 16 and its resistance uniquely corresponds to the spa temperature. It can be made in the form of copper or platinum wire wound on the cold junction of thermocouple 16. Thermistor 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 1 current collector 2 and the resistor 18 and is connected with a rotating winding 5 of the corresponding magnetic modulating current collector 1. The fixed winding 14 of the inductive current collector 3 is connected to the unit 19 for measuring the temperature of the cold spa of thermocouple 16.

Аппаратура обработки измерительного сигнала магнитомодул щюнных токосъемников Г одинакова  дл  каждого канала измере1П1  (на фиг. 1 показана функщюнальиа  схема одного канала), содержит генератор 20 переменного тока основной модул ции, делитель 21 частоты, преобразователь напр жение- . ток 22, согласующий блок 23, режекторный фильтр 24, фильтр 25 верхних частот, первый полосовой фильтр 26, первый выпр митель 27, первый интегратор 28, фильтр 29 низких частот, коммутатор 30, второй 31 и третий 32 полосовые фильтры, первый 33 и второй 34 управл емые ключи, пер.вую 35 и вторую 36 линии задержки, первый 37 и второй 38 сумматоры, второй 39 и третий 40 выпр мители , третий сумматор 41, второй интегратор 42J- управл емый усилитель 43, регистратор 44.The processing equipment of the measuring signal of the magnetically-modulated current collectors G is the same for each channel of Measure 1P1 (Fig. 1 shows a functional diagram of one channel), contains an alternating current generator 20 of primary modulation, a frequency divider 21, and a voltage converter. current 22, matching unit 23, notch filter 24, high-pass filter 25, first band-pass filter 26, first rectifier 27, first integrator 28, low-pass filter 29, switch 30, second 31 and third 32 band-pass filters, first 33 and second 34 controllable keys, first 35 and second 36 delay lines, first 37 and second 38 adders, second 39 and third rectifiers, third adder 41, second integrator 42J-controlled amplifier 43, recorder 44.

Кроме того, устройство содержит генератор 45 сигнала подстройки.In addition, the device contains a generator 45 signal adjustment.

Делитель 21 частоты имеет коэффициент делени  10-12. Режекторный фильтр 24 настроен на первую гармонику тока основной модул шш генератора 20. Фильтр 25 верхних частот имеет частоту среза, в 3-4 раза ниже частоты сигнала подстройки. Полосовой фильтр 26 настроен на частоту генератора 45 сигнала подстройки. Фильтр 29 низких частот имеет частоту среза, в 3-4 раза выше частоты тока основной модул ции. Второй 31 и третий 32 полосовые фильтры настроены на частоту второй гармоники тока основной модул ции генератора 20.The frequency divider 21 has a division factor of 10-12. The notch filter 24 is tuned to the first harmonic current of the main module of the wm generator 20. High pass filter 25 has a cutoff frequency, 3-4 times lower than the frequency of the trim signal. The band-pass filter 26 is tuned to the frequency of the trimming signal generator 45. The low-pass filter 29 has a cutoff frequency, 3-4 times higher than the main modulation current frequency. The second 31 and third 32 bandpass filters are tuned to the frequency of the second harmonic of the current of the main modulation of the generator 20.

Генератор 20, делитель 21 и преобразовател 22 соединены последовательно, причем выход генератора 20 подключен к моод л иионной обмотке 7, а выход преобразовател  22 к дополнительной модул ционной обмотке 9. Согласующий блок 23, фильтры 24 26 , выпр митель 27; интегратор 28 соединены последовательно, причем вход блока 23 соединен с измерительной обмоткой 6, а выход интегратора 28 - с управл ющим входом усилител  43. Вход фильтра 29 соединен с выходом фильтра 24, а выход - с входом коммутатора 30. К выходам коммутатора 30 гюдклгочены две одинаковые цепи последовател но соединенных элементов.В первую и вторую цепь вход т фильтры 31 и 32, ключи 33 и линии 35 и 36 задержки, сумматоры 37 и 38, выпр мители 39 и 40, соответственно, причем выходы ключей 33 и 34 дополнительно соединены с вторыми входами сумматоров 37 и 38 соответственно. Сумматор 41, интегратор 42, усилитель 43 соединены последователь но, npHieM входы сумматора 41 подключены к выходам выпр мителей 39 и 40, а выход усилител  43 через регистратор 44 загружен на обмотку 8 обратной св зи. Управл ющие входы коммутатора 30 и ключей 33 и 34 соединены с выходом делител  21. Выход генератора 45 соединен с неподвижной обмоткой 11 токосъемника 2..The generator 20, the divider 21 and the converter 22 are connected in series, the output of the generator 20 being connected to the modulation winding 7, and the output of the converter 22 to the additional modulation winding 9. Matching unit 23, filters 24 26, rectifier 27; the integrator 28 is connected in series, and the input of the block 23 is connected to the measuring winding 6, and the output of the integrator 28 is connected to the control input of the amplifier 43. The input of the filter 29 is connected to the output of the filter 24, and the output to the input of the switch 30. There are two outputs of the outputs of the switch 30 identical circuits of serially connected elements. The first and second circuits include filters 31 and 32, keys 33 and delay lines 35 and 36, adders 37 and 38, rectifiers 39 and 40, respectively, and the outputs of keys 33 and 34 are additionally connected to the second inputs of the adders 37 and 38 respectively venno. The adder 41, the integrator 42, the amplifier 43 are connected in series, the npHieM inputs of the adder 41 are connected to the outputs of the rectifiers 39 and 40, and the output of the amplifier 43 via the recorder 44 is loaded onto the feedback winding 8. The control inputs of the switch 30 and the keys 33 and 34 are connected to the output of the divider 21. The output of the generator 45 is connected to the fixed winding 11 of the current collector 2 ..

Устройство работает следующим образом (при работе одного канала измерени  температуры ).The device operates as follows (when one channel of temperature measurement is in operation).

Генератор 22 тока основной модул ции создает в модул ционной обмотке 7 токосъемника 1 ток, Создающий магнитный поток в магнитопроводе 4, достаточный tio величине дл  насыщени  одного из участков магнитной цепи. В обмотку 9 дополнительной модул ции с выхода преобразовател  22 напр жение - ток синхронно с частотой тока основной модул ции портупает ток пр моугольной формы.. Эти пр моугольники тока имеют одинаковую амплитуду и скважность, равную 2, т.е. одинаковую длительность. Величина магнитного потока, создаваемого пр моугольным током дополнительной модул ции должна быть об зательно больше максимальной величины магнитного потока, создаваемого термопарой 16, чтобы исключить неоднозна ность показаний. Сигнал подстройки от генератора 45 сигнала подстройки через первый индуктивный токосъемник 2 подаетс  на вращающийс  объект в цепь термопары 16 и проходит через магнитомодул ционный токосъемник 1.The generator 22 of the main modulation current creates in the modulation winding 7 of the current collector 1 a current, creating a magnetic flux in the magnetic core 4, sufficiently tio to saturate one of the sections of the magnetic circuit. In the winding 9 of the additional modulation from the output of the voltage converter 22, the current synchronously with the frequency of the main modulation current picks up the rectangular current. These current rectangles have the same amplitude and duty cycle equal to 2, i.e. same duration. The magnitude of the magnetic flux created by the rectangular current of the additional modulation must be necessarily greater than the maximum magnitude of the magnetic flux created by the thermocouple 16 to eliminate the ambiguity of the readings. The adjustment signal from the adjustment signal generator 45 through the first inductive current collector 2 is fed to the rotating object in the thermocouple circuit 16 and passes through the magnetic modulation current collector 1.

Таким образом, в измерительной обмотке 6 наводитс  как информативный, так и сигнал подстройки.Thus, in the measuring winding 6, both an informative and a trim signal are induced.

Режекторный фильтр 24 подавл ет первую гармонику частоты тока основной модул 1даи, котора   вл етс  паразитной трансформаторной ЭДС, наведенной потоками рассе  1и  тока основной модул ции в измерительной обмотке магнитомодул ционного токосъемника 1.The notch filter 24 suppresses the first harmonic of the current frequency of the main module 1 dai, which is a parasitic transformer EMF induced by the dissipation fluxes 1 and the main modulation current in the measuring winding of the magnetic modulating current collector 1.

Фильтр 25 верхних частот и полосовой фильтр 26 выдел ют сигнал подстройки, который после преобразовани  первым выпр мителем 27 и первым интегратором 28 поступает на управл ющий вход управл емого усилител  43, измен   его выходной сигнал таким образом , чтобы при изменении сопротивлений {4 оводов обмоток и магнитной проницаемости материала магнитопровода из-за изменени  температуры не измен лс  козффициент передачи устройства.The high pass filter 25 and the band pass filter 26 separate the trim signal, which, after being converted by the first rectifier 27 and the first integrator 28, is fed to the control input of the controlled amplifier 43, changing its output signal so that when the resistances change {4 gaps of the windings and the magnetic permeability of the material of the magnetic circuit due to temperature changes did not change the transfer coefficient of the device.

Фильтр 29 низких частот отдел ет информационный сигнал от сигнала подстройки. Форма сигнала на выходе фильтра 29 низких частот локазайа на фиг. 2а. Коммутатор 30 раздел ет информативный сигнал на две части и дальнейшее преобразование происходит по двум каналам. Один канал получает информацию в положительный полупериод низкочастотного тока дополнительной модул ции, другой - в отрицательный. Информационные сигналы фильтруютс  вторым 31 и третьим 32 полосовыми фильтрами (фиг. 2б,в7, переходные процессы в высокодобротных фильтрах вырезаютс  первым 33 и вторым 34 управл е мыми ключами соответственно. На один из входов первого сумматора 37 поступает информативный сигнал в положительный полупериод тока дополнительной модул ции, на другой вход - згот же сигнал, задержанный на полупериод тока дополнительной модул ции. Аналогично на один из входов второго сумматора 38 поступает информативный сигнал , в отрицательный полупериод тока - допол нительной модул ции, а на другой - зтот же сигнал, задержанный на полупериод токаA low pass filter 29 separates the information signal from the trim signal. The waveform at the output of the low-pass filter 29 in FIG. 2a Switch 30 divides the informative signal into two parts and further conversion takes place via two channels. One channel receives information in the positive half-period of the low-frequency current of additional modulation, the other in the negative. The information signals are filtered by the second 31 and third 32 band-pass filters (Fig. 2b, B7, transients in high-Q filters are cut out by the first 33 and second 34 control keys, respectively. An informative signal is received at one of the inputs of the first adder 37 in the positive current additional period module This signal is delayed by a half-period of the current of additional modulation to the other input — similarly, an informative signal is fed to one of the inputs of the second adder 38, and tional field modulation on the other - ztot same signal delayed by a half period current

дополнительной модул ции. Таким образом, через второй выпр митель 39 тфоход т только сигналы положительного полупериода тока дополнительной модул ции, а через третий выпр митель 40 - только отрицательногоadditional modulation. Thus, through the second rectifier 39 of the motor, only the signals of the positive half-cycle of the additional modulation current, and through the third rectifier 40, only the negative

полупериода тока дополнительной модул ции.half-cycle of additional modulation current.

Второй выпр митель 39  вл етс  неинвертирующим выпр мителем (форма сигнала на выходе второго выпр мител  39 показана на фиг. За), а третий выпр митель 40 инвертирующим выпр мителем ( форма сигнала на выходе третьего выпр мител  40 показана на фиг.36).The second rectifier 39 is a non-inverting rectifier (the waveform at the output of the second rectifier 39 is shown in Fig. 3A), and the third rectifier 40 is an inverting rectifier (the waveform at the output of the third rectifier 40 is shown in Fig. 36).

При отсутствии посто нного сигнала термопары 16 и симметричности кривой намагничивани  магнитного материала магнитопровода значени  второй гармоники тока основной модул ции на измерительной обмотке 6 в каждый полупериод тока дополнительной моду л ции одинаковы. Соответственно значени  . сигналов на выходе, второго 39 и третьего 40 выпр мителей одинаковы, но противоположны по знаку, а на выходе второго интегратора 42 - нулевой сигнал.Ток через регистратор 44 и обмотку 8 обратной св зи не протекает. . In the absence of a constant signal of the thermocouple 16 and the symmetry of the magnetization curve of the magnetic material of the magnetic circuit, the values of the second harmonic of the main modulation current on the measuring winding 6 are the same for each half-period of the additional modulation current. According to the value. the output signals of the second 39 and third rectifiers 40 are the same, but opposite in sign, and the output of the second integrator 42 is zero. The current through the recorder 44 and the feedback winding 8 does not leak. .

При по влении разницы температур между холодным и рабочим спа ми термопар 16 в цепи вращающейс  обмотки 5 протекает ток, создающий в магнитопроводе 4 матитомодул ционного токосъемника 1 посто нный магнитный поток, который суммируетс  о магнитным потоком низкочастотного тока дополнительной модул ции в один полупериод и вычитаетс  в ;другой. Это вызывает соответственно увеличение уровн  второй гармоники в один полупериод низкочастотного тока дополнительной модул ции и уменьшение в другой.When a temperature difference appears between the cold and working junctions of thermocouples 16, a current flows in the circuit of the rotating winding 5, creating a constant magnetic flux in the magnetic core 4 of the modulating current collector 1, which is added to the magnetic flux of the low frequency modulation current in one half period and subtracted into ;other. This causes a corresponding increase in the level of the second harmonic in one half-period of the low-frequency current of additional modulation and a decrease in the other.

На выходе третьего сумматора 41 площади положительного и отрицательного полупериодов сигнала станов тс  разны1у1И. Второй интегратор 42 выдел ет посто нную составл ющую этого напр жени , пропорциональную ЭДС термопары 16. Управл емый усилитель 43 преобразует напр жение на выходе второго интегратора в ток, который через регистратор 44 поступает в обмотку 8 обратной св зи магнитомодул ционного токосъемника 1, компенсиру  магнитный поток, созданный током термопары 16.At the output of the third adder 41, the areas of the positive and negative half-periods of the signal become different. The second integrator 42 allocates a constant component of this voltage, proportional to the emf of thermocouple 16. Controlled amplifier 43 converts the voltage at the output of the second integrator into current, which through recorder 44 enters the feedback winding 8 of the magnetic modulating current collector 1, the magnetic compensator flow created by thermocouple current 16.

Таким образом, значение тока в обмотке 8 обратной св зи, определ емое регистратором 44, однозначно соответствует ЭДС, развиваемой термопарой 16.Thus, the value of the current in the feedback winding 8, determined by the recorder 44, uniquely corresponds to the EMF developed by the thermocouple 16.

Окончательно определение температуры вращающегос  объекта в месте закладки термопары 16 производитс  с учетом значени The final determination of the temperature of the rotating object at the location of the thermocouple 16 is made taking into account the value

температуры холодного спа . Это значение определ етс  с помощью терморезистора 17, индуктивного токосъемника 3 и блока 19 измерени  температуры холодного спа .cold spa temperatures. This value is determined by a thermistor 17, an inductive current collector 3 and a cold spa temperature measuring unit 19.

Изменение коэффициент преобразовани  магнитомодул ционного токосъемника 1 при изменении температуры окружающей среда:, привод щем к изменению магнитных свойств материала магнитопровода, воздушных зазоров, и т. п., компенсируетс  с помощью цепи преобразовани  сигнала подстройки, включающей блоки 25-28 и 43. При этом изменение уровн  огибающей сигнала подстройки на выходе первого интегратора 28- с обратным знаком подаетс  на управл ющий вход управл емого усилител  43, измен   его коэффициент усилени  таким образом, чтобы коэффициент Преобразовани  информативного тракта оставалс  посто нным. Тем самым в получающейс  компенсационной схеме исключаетс  вли ние мультипликативных составл ющих погрепгаости преобразовани .The change in the conversion coefficient of the magnetic modulating current collector 1 when the ambient temperature changes: resulting in a change in the magnetic properties of the magnetic core material, air gaps, etc., is compensated by using a trimming signal conversion circuit including blocks 25-28 and 43. the change in the envelope level of the trim signal at the output of the first integrator 28, with the opposite sign, is fed to the control input of the controlled amplifier 43, changing its gain so that the conversion factor azovani informative tract remained constant. Thus, in the resulting compensation scheme, the influence of the multiplicative components of the conversion efficiency is eliminated.

Аддитивна  составл юща  погрешности преобразовани  магнитомодул ционного токосъемника I устран етс  с помощью метода преобразовани , включающего дополнительную модул цлю . При этом используетс  симметри  кривой намагничивани  магнитопровода 4 магнитомодул ционного токосъемника 1, что обеспечивает одинаковое изменение площадей отрицательной и положительной полуволн низкочастотного напр жени  дополнительной модул ции после второго 39 и третьего 40 выпр мителей 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 I is eliminated by the conversion method, which includes an additional module t. This uses the symmetry of the magnetization curve of the magnetic circuit 4 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 of the additional modulation after the second 39 and third rectifiers when the magnetic properties of the magnetic circuit change due to temperature fluctuations. Although the half-wave areas change, the difference between them when the environmental parameters change remains constant.

Отсутствие в предлагаемом устройстве по сравнению с известным управл емых ключей, вырезающих переходный процесс после согласующего блока, позвол ет увеличить количество . информации в каждый полупериод тока допол Интел ьной модул ции и тем самым увеличить чувствительность устройства.ч.The absence of the proposed device in comparison with the known controllable keys cutting the transient after the matching unit allows an increase in the number. information in each half-period of additional Intellectual modulation, and thus increase the sensitivity of the device.

Кроме того, введение первой и второй линий задержки позвол ет увеличить вдвое ко личество информации за период низкочастотного тока дополнительной модул ции и тем самым еще более увеличить ч)гвствительность устройства.In addition, the introduction of the first and second delay lines doubles the amount of information for the period of the low-frequency current of the additional modulation and thereby further increases the sensitivity of the device.

Погрецшость преобразовани , в предлагаемом устройстве также уменьшена за счет введени  двух каналов преобразовани .Conversion margin, in the proposed device, is also reduced by introducing two conversion channels.

Вращающийс  объектRotating object

i6i6

16sixteen

±IV U C f ± IV U C f

««г./““ City /

аbut

аbut

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 магнитопроъод и неподвижно расположенные измерительную, модуляционную, дополнительную модуляционную обмотку и сбмотку обратной связи, 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 и первый интегратор, последовательно соединенные второй интегратор и управляемый усилитель, нагруженный через регистратор на обмотку обратной связи, последовательно соединенные делитель частоты и преобразователь напряжение-ток, нагруженный на дополнительную модуляционную обмотку, фильтр низких частот, подключенный к выходу режекторного фильтра, последовательно соединенные второй полосовой фильтр и первый управляемый ключ, генератор переменного тока, нагруженный на модуляционную обмотку, а также второй управляемый ключ, причем выход пер вого интегратора подключен к управляющему входу управляемого усилителя, а Управляющий вход первого управляемого ключа подключен к выходу делителя частоты, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования и увеличения чувствительности, в каждый канал вторичной аппаратуры введены коммутатор, третий полосовой; фильтр, последовательно соединенные первая линия задержки, первый сумматор и второй выпрямитель, последовательно соединенные вторая линия задержки, второй сумматор и третий выпрямитель, а также третий сумматор, при этом вход коммутатора подключен к выходу фильтра низких частот, входы второго и третьего полосовых фильтров подключены к первому и второму входам коммутатора, выход третьего полосового фильтра подключен к входу второго управляемого ключа, выходы первого и второго управляемых ключей подключены к входу первой линии задержки и второму входу первого сумматора и к входу второй линии задержки и второму входу второго сумматора соответственно, выходы второго и третьего выпрямителей подключены к входам третьего сумматора, выход которого подключен к входу второго интегратора, вход делителя частоты подключен к выходу генератора переменного тока, управляющие входы коммутато... SU 1154557 ра и второго управляемого ключа подключе- жекторного фильтра соединен с выходом согны к выходу делителя частоты, а вход ре- пасующего блока.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 stationary winding of the inductive current collector, and containing in each measurement channel a thermocouple located on the rotating current-carrying object, which includes a magnetoresisting current-carrying object, and motionlessly located measuring, modulating, additional modulating winding and feedback winding, and also a rotating 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, notch filter, high-pass filter, first bandpass filter, first rectifier and first integrator, second integrator connected in series and a controlled amplifier, loaded through the recorder to the feedback winding, series-connected frequency divider and converter a voltage-current amplifier loaded on an additional modulation winding, a low-pass filter connected to the output of the notch filter, a second bandpass filter and a first controllable key connected in series, an alternator loaded on a modulation winding, as well as a second controllable key, the first output being the integrator is connected to the control input of the controlled amplifier, and the control input of the first controlled key is connected to the output of the frequency divider, characterized in that, in order to reduce the error conversion and sensitivity increase, a switch, a third bandpass, is introduced into each channel of the secondary equipment; a filter, a first delay line connected in series, a first adder and a second rectifier, a second delay line connected in series, a second adder and a third rectifier, and a third adder, while the input of the switch is connected to the output of the low-pass filter, the inputs of the second and third bandpass filters are connected to the first and second inputs of the switch, the output of the third bandpass filter is connected to the input of the second managed key, the outputs of the first and second managed keys are connected to the input of the first delay line the second input of the first adder and the input of the second delay line and the second input of the second adder, respectively, the outputs of the second and third rectifiers are connected to the inputs of the third 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 control inputs are commutative. .. SU 1154557 RA and the second controlled key of the connecting filter is connected to the output of the signal to the output of the frequency divider, and the input of the decoupling unit.