CS265982B1

CS265982B1 - Wiring to measure sensor electrical signals located on rotating parts of the equipment under test

Info

Publication number: CS265982B1
Application number: CS876543A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Ing Pospisil
Original assignee: Bohumil Ing Pospisil
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS654387A1

Abstract

Snímače vhodné pro současné měření tvoří skupiny o počtu snímačů odpovídajícím počtu vstupních obvodů měřicí aparatury, které jsou svými výstupy připojeny na kroužkové přechody snímací kroužkové jednotky ze statorové strany. Každé skupině snímačů přísluší elektromagnetické relé se spínacími kontakty, přes které jsou připojeny vývody snímačů k příslušným kroužkovým přechodům snímací kroužkové jednotky ze strany rotorové. Elektromagnetická relé jsou řazena do dvojic, ve kterých má každé relé do série s budicím vinutím zapojenu navzájem opačně polarizovanou diodu a budící vinutí elektromagnetických relé jednotlivých skupin snímačů jsou připojeny přes zbývající kroužkové přechody a přes přepínač budicího vinutí a přepínač polarity na zdroj stejnosměrného proudu. Navržené zapojení lze využít při měření neelektrických veličin na rotujících součástech.Sensors suitable for simultaneous measurement are formed by groups with the number of sensors corresponding to the number of input circuits of the measuring apparatus, which are connected by their outputs to the ring transitions of the sensing ring unit from the stator side. Each group of sensors has an electromagnetic relay with switching contacts, through which the sensor terminals are connected to the corresponding ring transitions of the sensing ring unit from the rotor side. The electromagnetic relays are arranged in pairs, in which each relay has a diode of opposite polarity connected in series with the excitation winding, and the excitation windings of the electromagnetic relays of the individual sensor groups are connected via the remaining ring transitions and via the excitation winding switch and the polarity switch to a DC source. The proposed connection can be used when measuring non-electrical quantities on rotating components.

Description

Vynález se týká zapojení pro měření elektrických signálů snímačů umístěných na rotujících částech zkoušeného zařízení.The invention relates to a circuit for measuring the electrical signals of sensors located on the rotating parts of the device under test.

Při měření elektrických signálů snímačů neelektrických veličin, například odporových tenzometrů a teploměrů, termočlánků a podobných mechanickoelektrických převodníků, umístěných na rotujících strojních částech se pro přenos elektrických veličin ve většině případů používají snímací kroužkové jednotky různého provedení umožňující kontaktní tzv. galvanické připojení snímačů na stacionární měřicí aparaturu. Počet kroužkových přechodů přitom limituje počet snímačů, které je možné s danou snímací kroužkovou jednotkou připojit a proměřit, aniž by bylo notné zkoušené zařízení zastavit a snímače přepojit. Zvýšit počet těchto snímačů lze při použití přepínače snímačů na rotující části, který přepíná jednotlivé snímače, nebo celé jejich kombinace po skupinách, za chodu zkoušeného zařízení. Vlivem provozních vibrací a odstředivých sil jsou však běžná provedení mechanických rotujících přepínačů elektrických signálů konstrukčně i tehcnologicky velmi náročná, výrobně složitá, nákladná a poruchová.When measuring electrical signals of sensors of non-electrical quantities, such as resistance strain gauges and thermometers, thermocouples and similar mechanical-electrical transducers, located on rotating machine parts, sensor ring units of various designs are used for transmission of electrical quantities in most cases. . The number of ring transitions limits the number of sensors that can be connected and measured with a given sensor ring unit without having to stop the tested device and reconnect the sensors. The number of these sensors can be increased by using a sensor switch on the rotating part, which switches the individual sensors, or their entire combination in groups, during the operation of the device under test. However, due to operating vibrations and centrifugal forces, common designs of mechanical rotating switches of electrical signals are structurally and technologically very demanding, complex to manufacture, expensive and faulty.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro měření elektrických signálů snímačů umístěných na rotujících částech zkoušeného zařízení a připojených přes snímací kroužkovou jednotku na vstupní obvody stacionární měřící aparatury podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že snímače, vhodné pro současné měření tvoří skupiny o počtu snímačů, odpovídajícím počtu vstupních obvodů měřící aparatury, které jsou svými výstupy připojeny na kroužkové přechody snímací kroužkové jednotky ze statorové strany. Každé skupině snímačů přísluší elektromagnetické relé se spínacími kontakty, přes které jsou připojeny vývody snímačů k příslušným kroužkovým přechodům snímací kroužkové jednotky ze strany rotorové. Budicí vinutí elektromagnetických relé jednotlivých skupin snímačů jsou připojeny přes zbývající kroužkové přechody téže snímací kroužkové jednotky na stacionární zdroj napájecího proudu. Mezi zdrojem napájecího proudu a snímací kroužkovou jednotkou může být zapojen přepínač budicího vinutí elektromagnetických relé jednotlivých skupin snímačů. Elektromagnetická relé mohou být na rotující části řazena do dvojic, ve kterých má každé elektromagnetické relé do série s budicím vinutím zapojenu navzájem opačně polarizovanou diodu, přičemž ha stojící části jsou budicí vinutí elektromagnetických relé připojena na zdroj stejnosměrného proudu přes přepínač polarity zdroje. Mezi přepínačem polarity zdroje a snímací kroužkovou jednotkou může být zapojen přepínač budicího vinutí elektromagnetických relé. Spínací kontakty elektromagnetických relé mohou být jazýčkového typu, přičemž relé jsou na rotující části uložena tak, že směry odstředivých sil, působících za rotace na tyto kontakty leží v rovinách plošných částí kontaktů.This disadvantage is eliminated by the connection for measuring the electrical signals of sensors located on the rotating parts of the device under test and connected via a sensing ring unit to the input circuits of the stationary measuring apparatus according to the invention. The essence of the invention lies in the fact that sensors suitable for simultaneous measurement form groups with a number of sensors corresponding to the number of input circuits of the measuring apparatus, which are connected by their outputs to ring transitions of the sensor ring unit from the stator side. Each group of sensors has an electromagnetic relay with switching contacts, through which the sensor terminals are connected to the respective ring transitions of the sensor ring unit on the rotor side. The excitation windings of the electromagnetic relays of the individual groups of sensors are connected via the remaining ring transitions of the same sensor ring unit to a stationary power supply. A switch for the excitation winding of the electromagnetic relays of the individual groups of sensors can be connected between the power supply and the sensing ring unit. The electromagnetic relays can be arranged in pairs on the rotating part, in which each electromagnetic relay has an oppositely polarized diode connected in series with the excitation winding, the standing parts being connected to the direct current excitation winding via a source polarity switch. A switch for the excitation winding of the electromagnetic relays can be connected between the polarity switch of the source and the sensing ring unit. The switching contacts of the electromagnetic relays can be of the reed type, the relays being mounted on the rotating part so that the directions of the centrifugal forces acting on these contacts during rotation lie in the planes of the planar parts of the contacts.

Výhodou navrhovaného řešení je možnost až několikanásobného zvětšení počtu snímačů při měření za rotace s danou snímací kroužkovou jednotkou. Odstraní se prostoje související se zastavováním motoru a přepojováním snímačů. Dochází tím k podstatnému zkrácení doby potřebné na měření a na provoz zkoušeného zařízení. Měření všech snímačů lze uskutečnit za srovnatelných provozních podmínek.The advantage of the proposed solution is the possibility of up to several times the number of sensors when measuring in rotation with a given sensing ring unit. Eliminates downtime associated with stopping the motor and switching sensors. This significantly reduces the time required for measurement and operation of the device under test. Measurements of all sensors can be performed under comparable operating conditions.

Příklad provedení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkresu, který představuje případ tříkanálového měření při použití snímací kroužkové jednotky s devíti kroužkovými přechody.An exemplary embodiment according to the invention is schematically shown in the accompanying drawing, which represents a case of three-channel measurement using a sensing ring unit with nine ring transitions.

Měřící aparatura _1 má tři vstupní obvody V^, Vg. Rotující část je s měřící aparaturou 1 spojena přes snímací kroužkovou jednotkou 2^ s kroužkovými přechody K. Každému vstupnímu obvodu V přísluší jedna dvojice kroužkových přechodů K, připojená vždy na první a druhý vstup vstupních obvodů V. Současně lze tedy měřit skupinu tří snímačů T. Jednotlivá měřicí místa na rotující části jsou osazena osmnácti snímači Tg až Tgg, které jsou rozděleny do šesti trojic snímačů T, u kterých je vhodné současné měření. Každé této skupině přísluší jedno elektrické relé Rg až R_g se spínacími kontakty Cg až C_g, přes které jsou připojeny vývody snímačů T ke kroužkovým přechodům Kg až K_g snímací kroužkové jednotky 2^. Elektromagnetická relé Rg až R_g jsou řazena áo dvojice Rg Rg, Rg R^ a R_g R_g ve kterých má každé elektromagnetické relé R do série s budicím vinutím zapojenu navzájem opačně polarizovanou usměrňovači diodu až Dg a jejich budicí vinutí je připojeno na zbývající kroužkové přechody K₇ až K₉· Ze statorové strany je na kroužkové přechody K₇, K_g, Kg svými třemi výstupy připojen dvoupólový třípolohový přepínač £ budicího vinutí, na který je připojen přes přepínač £ polarity na zdroj £ stejnosměrného proudu.The measuring apparatus 1 has three input circuits V 1, V 2. The rotating part is connected to the measuring apparatus 1 via a sensing ring unit 2 with ring transitions K. Each input circuit V has one pair of ring transitions K, each connected to the first and second inputs of the input circuits V. At the same time a group of three sensors T can be measured. The individual measuring points on the rotating part are equipped with eighteen Tg to Tgg sensors, which are divided into six triple T sensors, for which simultaneous measurement is suitable. Each of these groups has one electrical relay Rg to R _g with switching contacts Cg to C _g , via which the terminals of the sensors T are connected to the ring transitions Kg to K _{g of the} sensor ring unit 2 ^. The electromagnetic relays Rg to R _g are arranged in pairs Rg Rg, Rg R ^ and R _g R _g in which each electromagnetic relay R has a series of oppositely polarized rectifier diodes up to Dg in series with the excitation winding and their excitation winding is connected to the remaining ring winding. transitions K ₇ to K ₉ · From the stator side, _{a two-pole three-position switch £ of the excitation winding is connected to the ring transitions K 7} , K _g , Kg with its three outputs, to which it is connected via a polarity switch £ to a direct current source £.

Na měřící aparatuře £ jsou po trojicích proměřovány snímače T, které jsou na vstupní .obvody V^, V₂, V_g připojovány přes kroužkové přechody K snímací kroužkové jednotky £, pomocí spínacích kontaktů C elektromagnetických relé R. Připojení snímačů T nastává uvedením spínacích kontaktů C do sepnutého stavu tím, že budicím vinutím příslušného relé R prochází potřebný elektrický proud ze zdroje £. Do sepnutého stavu se uvádí vždy pouze spínací kontakty C pro jednu právě měřenou trojici snímačů. Výběr měřené trojice snímačů se děje zavedením budicího proudu do příslušného relé R. Slouží k tomu jednak připojení pouze jedné určité dvojice relé R přepínačem £ budicího vinutí na stejnosměrný proud a jednak určení, které relé v této dvojici bude pod proudem pomocí přepínače £ polarity stejnosměrného zdroje £, neboř budicí proud prochází pouze tím relé R, které má do série s budicím vinutím zařazenou usměrňovači diodou D pro danou polaritu budicího proudu v propustném směru. Přepínačem £ polarity a přepínačem £ budicího vinutí je vždy jednoznačně určena pouze jedna trojice snímačů T právě připojených na měřicí aparaturu £. Budicí vinutí všech dvojic relé R jsou na přepínač £ připojena přes zbývající kroužkové přechody K téže kroužkové jednotky 2 jaká je použita pro připojení snímačů T. Počet trojic snímačů, které lze postupně připojovat na měřicí aparaturu je tedy limitován počtem kroužkových přechodů K vyčleněných na přepínání. Při třech kroužkových přechodech K, lze přepínat tři dvojice relé R a tím se umožní postupně proměřit až šest trojic, celkem až osmnáct snímačů. Z toho co bylo uvedeno je patrné, že s danou devítimístnou snímací kroužkovou jednotkou je možná i jiná varianta. Například při vyčlenění čtyř kroužkových přechodů K na dvoukanálové měření a pěti zbývajících kroužkových přechodů K na přepínání je možné postupně proměřit až dvacet dvojic, celkem až čtyřicet snímačů. Oproti čtyřem snímačům, které lze maximálně s devítimístnou snímací kroužkovou jednotkou proměřovat, znamenají obě uvedené varianty podstatné zvýšení počtu snímačů T měřených za rotace.Sensors T are measured in triplicate on the measuring apparatus £, which are connected to the input circuits V 1, V ₂ , V _g via ring transitions K of the sensing ring unit £ by means of switching contacts C of electromagnetic relays R. The connection of sensors T takes place by indicating switching contacts C to the closed state by passing the required electric current from the source £ through the excitation winding of the respective relay R. Only switching contacts C for one of the currently measured three sensors are always switched on. The selection of the measured three sensors is done by introducing the excitation current into the respective relay R. It is used to connect only one specific pair of relays R with the DC excitation winding switch £ and to determine which relay in this pair will be energized by the DC polarity switch. £, since the excitation current passes only through the relay R, which has a rectifier diode D arranged in series with the excitation winding for a given polarity of the excitation current in the forward direction. Only one of the three sensors T currently connected to the measuring apparatus £ is always unambiguously determined by the polarity switch £ and the excitation winding switch £. The excitation windings of all pairs of relays R are connected to the switch £ via the remaining ring transitions K of the same ring unit 2 as used for connecting the T-sensors. With three ring transitions K, three pairs of relays R can be switched, thus enabling the successive measurement of up to six triplets, a total of up to eighteen sensors. From what has been said, it is clear that with a given nine-digit sensor ring unit, another variant is possible. For example, by allocating four ring transitions K for two-channel measurement and the five remaining ring transitions K for switching, it is possible to measure up to twenty pairs in succession, up to a total of forty sensors. Compared to the four sensors, which can be measured with a maximum of a nine-digit sensor ring unit, both variants mean a significant increase in the number of T-sensors measured during rotation.

Zapojení podle vynálezu lze využít při měření neelektrických veličin na rotujících součástech.The circuit according to the invention can be used for measuring non-electrical quantities on rotating parts.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. A circuit for measuring the electrical signals of sensors located on rotating parts of the device under test and connected via a sensing ring unit to stationary input circuits, characterized in that the sensors (T) for simultaneous measurement form groups of sensors corresponding to the number of input circuits (V) of the measuring apparatus. (1), which are connected by their outputs to the ring transitions (K) of the sensing ring unit (2) from the stator side, each group of sensors being associated with an electromagnetic relay (R) with switching contacts (C) via which the sensor terminals (T) are connected ) to the respective ring transitions (K) of the sensing ring unit (2) on the rotor side, while the excitation bins of the electromagnetic relays (R) of the individual sensor groups (T) are connected via the remaining ring transitions (K) of the same sensing ring unit (2) to the stationary power supply (3).

2. Connection according to claim 1, characterized in that a switch (5) of the excitation winding of the electromagnetic relays (R) of the individual groups of sensors (T) is connected between the supply current source (3) and the sensing ring unit (2).

3. The circuit according to item 1, characterized in that the electromagnetic relays (R) are arranged in pairs on the rotating part, in which each electromagnetic relay (R) has a counter-polarized diode (D) connected in series with the excitation winding. the parts are the excitation windings of the electromagnetic relays (R) connected to the direct current source (3) via the polarity switch (4) of the source (3). .

4. A connection according to claim 3, characterized in that a switch (5) of the excitation winding of the electromagnetic relays (R) is connected between the polarity switch (4) of the source (3) and the sensing ring unit (2).

5. A circuit according to claim 1, characterized in that the switching contacts (C) of the electromagnetic relays (R) are of the reed type, the relays (R) being mounted on the rotating part such that the directions of centrifugal forces acting on these contacts lie in planes surface parts of these contacts.