ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Блоки многоточечных измерительных каналов деформаций, давлений и вибраций из "Напряжения и деформации в деталях и узлах машин " При многоточечных измерениях механических параметров на гидротурбине важным является включение в измерительные каналы датчиков с минимальным числом соединительных линий. Кроме того, необходимо, чтобы переходные контакты в переключателях и в токосъемнике, а также температурные изменения сопротивлений соединительных проводов не вносили значительных погрешностей. Необходимо также обеспечить отсутствие взаимного влияния между измерительными каналами и сохранение работоспособности датчиков при обрыве или замыкании на корпус одного или нескольких датчиков, работающих в данном канале измерений. [c.117] Термокомпенсированные тензодатчики соединяются с контактами в головках болтов фланца лопасти одиночными проводами. Второй, общей для всех датчиков контактной линией является корпус лопасти. Количество проводов, идущих от п датчиков на лопасти через втулку рабочего колеса к коммутационному блоку для одного канала, равно (п -f 3). При этом обеспечивается полная симметрия моста по температурным изменениям сопротивлений соединительных проводов, идущих через втулку рабочего колеса. [c.119] Каждые из 30 датчиков деформаций данного канала поочередно подключаются в мостовую схему, три остальных плеча которой остаются постоянными для всех датчиков. Так как переходное сопротивление контактов переключателя полностью входит в измерительное плечо моста и может вносить погрешность в измерения, то здесь применена специальная схема включения [62], при которой эта погрешность становится весьма малой. [c.119] В конце цикла поочередного подключения рабочих тензодатчиков данного канала в измерительный мост подключается такой же термокомпенсированный тензодатчик, но установленный на пластине, закрепленной в коммутационном блоке, вначале один, а затем с добавочным стабильным проволочным сопротивлением 0,90 ом. Это позволяет иметь в каждом цикле записи сигналов от рабочих тензодатчиков запись уровня нуля измерительного моста и ступеньку масштабного импульса. Применявшиеся тензодатчики имели номинальное сопротивление 450 ом и коэффициент тензочувствительности К = 1,98. При этом высота масштабной ступеньки на осциллограмме при диапазоне измерения III соответствовала 1-10 , независимо от возможного изменения коэффициента усиления канала в процессе измерений. [c.119] Из коммутационного блока деформаций от каждого из двух каналов деформаций к электронным блокам питания и усиления, через контактный токосъемник, идет по четыре провода типа РК-19, или по два двухжильных провода типа РВШЭ. По двум линиям подводится питание к измерительному мосту канала, а две другие — идут к симметричному входу блока усиления. [c.119] Индуктивные датчики давлений на лопасти включаются в одно из плеч мостовой схемы. Три остальных плеча представляют собой два сопротивления и компенсационный датчик, выполненный конструктивно так же, как рабочий. Индуктивные датчики обладают большой чувствительностью. Их комплексное сопротивление, номинальная величина которого равна 500 ом, изменяется при работе на 10% и более при / = 10 кгц. Поэтому схема включения индуктивных датчиков в измерительный мост может быть простейшей. При измерении давлений на лопастях гидротурбин от п датчиков канала через втулку рабочего колеса до коммутационного блока было проложено (п + 2) провода, а от коммутационного блока через токосъемник к измерительному мосту — всего два провода. Наличие в цепи датчика двух контактных переходов (в коммутационном блоке и в токосъемнике), а также возможные температурные изменения сопротивлений соединительных проводов здесь не сказывались вследствие их малого уровня в сравнении с уровнем полезных сигналов, получаемых от индуктивных датчиков давления. [c.120] В цикле записи активные полумосты датчиков давлений поочередно подключаются к пассивному полумосту. Одновременно к нему подключаются соответствующие ячейки балансировочно-коммутационного пульта, с которыми балансировались датчики в исходном положении. От измерительного моста, расположенного в пульте, идут четыре провода к электронному блоку питания и усиления. Для исключения влияния изменений переходных сопротивлений в контактах переключателя при подключениях датчиков к одному пассивному полумосту здесь также применена схема [62], аналогичная схеме подключения в измерительный мост тензодатчиков в коммутационном блоке канала деформаций. [c.120] При измерениях на лопасти катодные повторители размещаются в углублении фланца около головки болта, через который проходят соединительные провода к коммутационному блоку вибраций. Каждый датчик вибраций соединяется со своим катодным повторителем. Общее для всех катодных повторителей канала питание накальных и анодных цепей осуществляется по трем проводам из машинного зала через токосъемник. От катодных нагрузок катодных повторителей идет по одному экранированному проводу типа РК-19 к коммутационному блоку вибраций, от которого по двум проводам (сигнальному и земляному ) измерительная линия канала вибраций идет по валу через токосъемник к широкополосному усилителю вибраций, установленному в машинном зале. [c.121] Сопротивление нагрузки катодных повторителей имеет величину порядка нескольких килоом. В этом случае предъявляются существенно меньшие требования к изоляции сигнальной линии канала вибраций и не вносятся погрешности в измерения от электризации в проводах измерительных линий. Изменения сопротивлений в контактах переключателя и токосъемника на результатах измерений не отражаются вследствие их малости по сравнению с сопротивлением нагрузки катодных повторителей. Линии соединений от датчиков вибраций на лопасти до катодных повторителей выполняются одножильными проводами в хлорвиниловой изоляции, протянутыми в латунные трубки диаметром 3 мм, жестко закрепляемые на лопасти. [c.121] Важными элементами коммутационных блоков, а также балансировочно-коммутационных пультов и пульта управления являются многоплатные многопозиционные переключатели. Они должны работать вполне надежно. Этому условию удовлетворяют переключатели, собираемые из деталей фабричного производства. Число плат в переключателе может быть от 1 до 8 и более. Число замыкаемых контактов на каждой плате может быть 50 или 100 в зависимости от шага электромагнитного привода, питаемого импульсами постоянного тока. [c.121] Импульсы тока, необходимые для питания переключателей, вырабатываются с помощью мотора Уоррена или с помощью одного из колец токосъемника, связанного с валом исследуемой турбины. Продолжительность импульса тока, достаточная для срабатывания переключателя, составляет 0,05—0,07 сек. [c.122] Коммутационный блок деформаций помимо переключателя имеет дополнительные сопротивления для компенсации влияния переходных сопротивлений в подвижных контактах и стальную пластину, установленную на резиновых прокладках, с закрепленными на ней тремя парами тензодатчиков, являющихся тремя ветвями двух измерительных мостов двух каналов деформаций. Четвертые ветви измерительных мостов образуются рабочими тензодатчиками. В каждом канале их может быть от одного до 30 (и больше), так как переключатель при круговом обходе имеет 50 контактов. В положениях переключателя от / до 50 в два измерительных канала подключаются последовательно все 30 тензодатчиков каждого канала. В положении 31 в измерительные каналы для контроля повторно подключаются тензодатчики, подключаемые ранее в положении 1. В положении 32 к измерительным каналам подключаются тензодатчики, установленные на стальной пластине внутри коммутационного блока. Это дает возможность на цикловых записях иметь контроль поведения каналов при измерениях, проверить работу токосъемника и контролировать баланс мостовой схемы во времени. При переходе к положению 33 измерительные мосты каналов деформаций получают активный разбаланс от подключения в соответствующие плечи дополнительных сопротивлений по 0,90 ом, что на цикловой записи дает масштабную ступеньку определенной величины. Один из контактов переключателя коммутационного блока используется для отметки синфазности. Питание привода переключателя осуществляется через пульт управления подачей кратковременных импульсов тока. [c.122] Коммутационный блок каналов давлений, кроме многоплатного многопозиционного переключателя, имеет стандартные сопротивления. От одного из контактов плат переключателя здесь также выведена сигнальная линия через токосъемник к пульту управления. [c.122] В балансировочно-коммутационные пульты выделены те элементы, которые являются индивидуальными для каждого датчика. К ним относятся элементы компенсации измерительных мостов по активной и реактивной составляющим и элементы переключения диапазонов чувств ител ь ности. [c.123] Для измерения деформаций на модели гидротурбины при выполнении многопроводных соединительных линий между датчиками и электронными блоками, через токосъемник с большим числом колец, был разработан балансировочный пульт, рассчитанный на работу с семью датчиками канала деформаций при их параллельном питании [2], [15]. Он позволяет при остановленной машине компенсировать семь рабочих полумостов с одним общим полумостом, а затем вручную или автоматически от центрального пульта управления подключать поочередно сигналы от рабочих полумостов на один электронный блок усиления. Диапазоны чувствительности усилителя для каждой из семи ячеек пульта устанавливаются по выбору, а затем синхронно переключаются в соответствии с подключениями измерительных полумостов к блоку усиления. [c.123] Существенным недостатком рассмотренной схемы балансировочного пульта с параллельным питанием группы тензодатчиков является возможность больших погрешностей или даже выход всех датчиков канала из строя в результате порчи лишь одного тензодатчика из данной группы. Кроме того, здесь затруднительно иметь большое число тензодатчиков в одной группе из-за значительного увеличения мощности генератора питания. [c.123] Для исследований на действующих гидротурбинах, где доступ к тензодатчикам после начала измерений весьма затруднен или невозможен, были разработаны схема последовательного питания тензо- датчиков и схема балансировочного пульта, не имеющие указанных недостатков. Эти пульты могут работать как при автоматическом, так и при ручном управлении. Передняя панель пульта разделена на 33 ячейки, в каждой из которых имеются переключатель на три положения, переменное сопротивление типа СП-2, переменный конденсатор типа КПК-3 и контактная колодочка для подпайки дополнительных сопротивлений и емкостей. Внутри корпуса установлен многоплатный многопозиционный переключатель. Принципиальные электрические схемы пультов различны (в соответствии с их назначением). [c.123] Переменные элементы ячеек пульта служат для балансировки по емкости и сопротивлению соответствующих датчиков измерительного канала. Переключатель на три положения позволяет выбрать один из трех диапазонов чувствительности, имеющихся в блоке усиления, а многоплатный многопозиционный переключатель позволяет подключать в измерительный канал балансировочные элементы и переключать диапазоны чувствительности по выбранной программе. Наличие в пульте 33 ячеек позволяет иметь в измерительном канале от 1 до 30 рабочих датчиков и от 1 до 3 контрольных для фиксирования нулевых положений измерительного моста и масштабных импульсов в процессе измерений. [c.125] На фиг. П. 12, б приведена принципиальная схема балансировочно-коммутационного пульта канала давлений для работы с индуктивными датчиками давлений, подключаемыми поочередно через коммутационный блок, находящийся вблизи датчиков. Здесь приняты те же обозначения, что и на фиг. П. 12, а, но общее количество ячеек 31. Кроме того, обозначения С — С , — добавочные емкости ячеек — общий уравнительный конденсатор канала — сопротивление калибровочного полумоста — компенсационный датчик давлений. В пульте канала давления смонтированы, кроме того, еще две ячейки, имеющие балансировочные элементы, два сопротивления пассивного полумоста (общие для всех датчиков), сопротивление одного из плеч калибровочного моста. В балансировочнокоммутационном пульте давлений при прохождении контактов 1—30 к измерительному мосту подключаются балансировочные элементы соответствующих ячеек. Когда переключающие контакты находятся в положении 31, вход усилителя закорачивается. Положения 32—33 соответствуют подключению к пассивному полумосту калибровочного полумоста, одно из сопротивлений которого находится в пульте, а второе — в коммутационном блоке. При положении 32 калибровочный мост балансируется на нуль. При положении 33 в коммутационном блоке последовательно с сопротивлением плеча калибровочного полумоста включается дополнительное сопротивление разбаланса. Ступенька на цикловой записи между положениями 32 и 33, соответствующая стандартному разбалансу, позволяет иметь масштаб записи при данном усилении измерительного канала. Одно из плеч калибровочного полумоста и дополнительное стандартное сопротивление к нему помещаются в коммутационном блоке с той целью, чтобы сигналы от них проходили через те же соединительные линии и токосъемник, через которые проходят сигналы при подключении в измерительный мост рабочих датчиков давлений. [c.125] Вернуться к основной статье