ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНДУКЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ДИСБАЛАНСА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ 

Вершинин Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой техносферной безопасности, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), nvershinin@yandex.ru
Безбородова Оксана Евгеньевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра техносферной безопасности, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), ot@pnzgu.ru
Авдонина Любовь Александровна, кандидат технических наук, доцент, кафедра техносферной безопасности, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), ot@pnzgu.ru
Вершинин Алексей Евгеньевич, студент, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), ot@pnzgu.ru

 621.316.71

Актуальность и цели. Объектом исследования являются индукционные датчики, используемые в измерительных устройствах балансировочных станков. Предметом исследования являются способы повышения чувствительности датчиков за счет повышения ЭДС, наводимой в катушках. Цель – разработка способов включения обмоток магнитных систем для повышения ЭДС на выходе датчика.
Материалы и методы. Для повышения чувствительности и точности измерения дисбаланса тел вращения предложен конструкционный метод. Предложены конструкции двух датчиков, в которых используются две магнитные системы с общим якорем и соединением обмоток последовательно и встречно для увеличения сигнала датчика вдвое и уменьшения его нелинейности при больших колебаниях якоря от дисбаланса большой величины.
Результаты и выводы. Предложено использовать в измерительных устройствах балансировочных станков индукционные (магнитоэлектрические) датчики, конструкция которых обладает сравнительно высокой чувствительностью и простотой. Дано подробное описание двух конструкций датчиков, сравнение их характеристик, рассмотрен принцип их действия и приведена методика расчета. С целью повышения чувствительности датчика в случае, когда его нагрузкой является электронный усилитель, предложено увеличить число витков катушки, которое ограничивается лишь конструктивными размерами магнитопровода. Кроме того, некоторое увеличение чувствительности датчика предложено достичь при помощи шунтирования катушек с индуктивностью L конденсатором C, емкость которого выбирается из условия настройки контура LC в резонанс на рабочую частоту. Представлена методика расчета датчика и дана рекомендация по включению датчика в измерительную систему для снижения уровня помех. Отмечена необходимость периодического контроля зазора, которая в условиях уменьшения неуравновешенности в автоматическом режиме не вносит заметной погрешности в результат балансировки тела вращения.

Ключевые слова

чувствительность, точность, измерение, тело вращения, дисбаланс, маса, датчик, сигнал, магнитопровод, зазор, катушка, экран, конденсатор.

 Скачать статью в формате PDF

1. Вершинин, Н. Н. Исследование динамики балансировочного станка для измерения массово-геометрических параметров тел вращения / Н. Н. Вершинин, О. Е. Безбородова, Д. П. Грузин, Л. А. Авдонина // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2014. – № 3 (9). – С. 16–25.
2. Вершинин, Н. Н. Использование автоматической подачи уравновешивающей массы при балансировке цилиндрических тел вращения / Н. Н. Вершинин, О. Е. Безбородова, Д. П. Грузин // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2014. – № 2 (8). – С. 31–35.
3. Авторское свидетельство № 246055 СССР. Устройство для контроля неуравновешенности / В. Д. Агешин, Н. А. Сахнов, В. Е. Мячин, Н. Н. Вершинин. – 1986.
4. Вершинин, Н. Н. Технологический контроль динамической неуравновешенности артиллерийских снарядов методом малых угловых колебаний / Н. Н. Вершинин. – Пенза : Изд-во ПГУ, 1999. – 148 с.
5. Выгода, Ю. А. Датчик для измерения неуравновешенности вращающихся масс / Ю. А. Выгода, Б. А. Малев, В. Е. Мячин, С. А. Гантман // Информационно-измерительная
техника: Ученые записки. – Вып. 5. – Пенза : Изд-во Пенз. политехн. ин-та, 1971. – С. 146–152.
6. Сахаров, П. В. Проектирование электрических аппаратов /П.В. Сахаров. – М. :Энергия, 1971.– 560 с.
7. Уравновешивание роторов и механизмов / под общ. ред. В. А. Щепетильникова. – М. : Машиностроение, 1978. –320 с.
8. Опыт создания и применения автоматических систем уравновешивания деталей и узлов для условий гибкого автоматического производства / В. Е. Мячин, Н. Н. Вершинин, В. В. Пузарин // Гибкие автоматизированные производства в радиоаппарато- и приборостроении / под ред. Б. Н. Деньдобренко. – Л. : ЛДНТП, Знания, 1984. – С. 57–61.
9. Вершинин, Н. Н. Измерение допустимых дисбалансов роторов / Н. Н. Вершинин // Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации (Измерения–2002) : сб. материалов МНПК. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2002. – С. 33–35.