DE1815676C3 - Anordnung zur Messung mechanischer Schwingungen - Google Patents
Anordnung zur Messung mechanischer SchwingungenInfo
- Publication number
- DE1815676C3 DE1815676C3 DE1815676A DE1815676A DE1815676C3 DE 1815676 C3 DE1815676 C3 DE 1815676C3 DE 1815676 A DE1815676 A DE 1815676A DE 1815676 A DE1815676 A DE 1815676A DE 1815676 C3 DE1815676 C3 DE 1815676C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- field effect
- effect transistor
- resistor
- emitter
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 21
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 15
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- SEPPVOUBHWNCAW-FNORWQNLSA-N (E)-4-oxonon-2-enal Chemical compound CCCCCC(=O)\C=C\C=O SEPPVOUBHWNCAW-FNORWQNLSA-N 0.000 description 1
- LLBZPESJRQGYMB-UHFFFAOYSA-N 4-one Natural products O1C(C(=O)CC)CC(C)C11C2(C)CCC(C3(C)C(C(C)(CO)C(OC4C(C(O)C(O)C(COC5C(C(O)C(O)CO5)OC5C(C(OC6C(C(O)C(O)C(CO)O6)O)C(O)C(CO)O5)OC5C(C(O)C(O)C(C)O5)O)O4)O)CC3)CC3)=C3C2(C)CC1 LLBZPESJRQGYMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung mechanischer Schwingungen, insbesondere an rotierenden
Maschinenteilen, mit einer Meßspule veränderlicher Induktivität, die mit einem elektrische Schwingungen
liefernden Oszillator verbunden ist und deren Ausgangssignale an eine Gleichrichterschaltung angelegt
sind, um durch den Mittelwert der gleichgerichteten Signale den Einfluß statischer Abstandsänderungen
/wischen Meßspule und Meßobjekt auszuschalten.
Bei rotierenden Maschinen wie Motoren, Generatoren oder dergleichen ist es häufig erforderlich, die
mechanischen Schwingungsausschläge der Weile genau /.u messen. Für derartige Messungen sind elektrische
Meßanordnungen bekannt, bei denen Induktivitätsänderungen einer gegenüber dem umlaufenden Maschinenteil
mit Abstand angeordneten und mit einer Trägerfrequenz erregten Meßspule benutzt werden, um die
Schwingungsausschläge zu erfassen und zu messen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die durch
die Schwingungen hervorgerufenen Modulationen der Trägerfrequenz gemessen werden.
Bei derartigen Messungen kann sich der statische Abstand zwischen der Meßspule und dem Meßobjekt
aus verschiedenen Gründen ändern. So ist beispielsweise zwischen der Welle und dem Lager stets ein geringes
Spiel vorhanden. Wenn die Welle nicht rotiert, ruht sie im allgemeinen auf dem Boden des Lagers, wobei ein
verhältnismäßig kleines Spiel zwischen der Oberseite der Welle und der Innenwand des Lagers freibleibt.
Wenn die Welle zu rotieren beginnt, hat sie das Bestreben, sich zu zentrieren, wodurch sich ihre Lage
innerhalb des Lagers und damit auch ihr Abstand von der fest angeordneten Meßspule zwangsläufig ändert.
Weiterhin verursachen Temperaturänderungen in der
ι» Welle, im Lager oder im Gehäuse Veränderungen des statischen Abstandes. Wenn diese statischen Abstandsänderungen
zwischen Meßspule und Meßobjekt nicht kompensiert werden, ergeben sich unerwünschte
Änderungen der Empfindlichkeit und damit der
ι ·) Meßgenauigkeit einer solchen Meßanordnung.
Aus der DE-AS 1126 151 ist eine Anordnung zur
Messung mechanischer Schwingungen bekannt, bei der der unerwünschte F.influß statischer Abstandsänderungen
zwischen Meßspule und Meßobjekt selbsttätig
J?n kompensiert wird. Dies wird im wesentlichen dadurch
erreicht, daß die Meßspule beweglich gegenüber dem Maschinengehäuse oder einem anderen Bezugssystem
abgestützt ist und mit Hilfe eines Magnetsystems als Stellorgan selbsttätig in einer bestimmten Lage
-'■' gegenüber dem Meßobjekt gehalten wird. Der Steuerstrom
des Magnetsystems ist ein pulsierender Gleichstrom, der von den Ausgangssignalen der Meßspule
abgeleitet wird, indem zunächst eine Gleichrichtung und danach eine Mittelwertbildung stattfindet. Diese vorbe-
iii kannte Kompensationseinrichtung ist für moderne
Schwingungsmeßeinrichtungen aus naheliegenden Gründen wenig geeignet. Nachteilig ist in erster Linie
der Einrichtungsaufwand für die bewegliche Lagerung der Meßspule und die notwendigen Verstellelemente für
t"> das Bewirken der Abstandsänderungen der Meßspule.
Solche Einrichtungen sind im allgemeinen empfindlich gegen mechanische Erschütterungen und andere äußere
Einflüsse und bilden somit eine zusätzliche Störquelle innerhalb der Meßanordnung.
tu Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Anordnung zur Messung mechanischer Schwingungen dahingehend auszubilden und zu verbessern, daß der
unerwünschte Einfluß statischer Abstandsänderungen zwischen Meßspule und Meßobjekt allein durch
i'i elektrische Schaltungsmaßnahmen ausgeschaltet werden
kann, so daß die Anwendung mechanisch beweglicher Teile entfällt.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Meßanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
"in gelöst, daß zur Mittelwertbildung parallel zum Ausgang
der Gleichrichterschaltung ein Widerstand und im Nebenschluß zu einem Teilwiderstand desselben ein
Kondensator geschaltet sind, daß der Teilwiderstand mit dem Tor eines Feldeffekttransistors verbunden ist
iri und daß die gleichgerichteten Signale außerdem über
einen Koppelkondensator an die Senke des Feldeffekttransistors angelegt sind.
Bei der Meßanordnung nach der Erfindung wird die in Abhängigkeit von den statischen Abstandsänderungen
wi veränderliche Gleichspannung dazu benutzt, um innerhalb
der Schaltung, also auf elektrischem Wege, den Störeinfluß zu kompensieren. Wesentlicher Bestandteil
der elektrischen Kompensationsschaltung ist ein Feldeffekttransistor, dessen innerer Widerstand bekanntlich in
Abhängigkeit von einer Steuerspannung veränderbar ist. Dieser Feldeffekttransistor wird mit Hilfe der
veränderlichen Gleichspannung so gesteuert, daß der Einfluß der statischen Abstandsänderungen durch
entsprechende Veränderung des dynamischen Widerstandes
des Feldeffekttransistors auf das gewünschte MeQsignal ausgeschaltet wird. Dies hat den Vorteil, daß
die Meßspule feststehend angeordnet weiden kann und im übrigen keine beweglichen Teile notwendig sind.
Die Anwendung eines veränderlichen Widerstandes, der selbsttätig geregelt wird, ist an sich bekannt,
beispielsweise aus der US-PS 30 24 408. Diese Literaturstelle betrifft allerdings nicht eine Anordnung zur
Messung mechanischer Schwingungen der eingangs genannten Art, sondern zeigt eine Schaltung mit
automatischer Verstärkungssteuerung zur Verwendung bei seismischen Untersuchungen.
Zur Konstanthaltung der Empfindlichkeit der Meßanordnung zur Schwingungsmessung ist es außerdem
notwendig, die Schaltungsanordnung selbst über einen Temperaturbereich von etwa 0° bis 65°C, d. h. über
einen Bereich, in dem Temperaturänderungen normalerweise zu erwarten sind, zu stabilisieren. Diese
Temperaturstabilitä.t kann dadurch erreicht werden, daß in die Quelleleitung des Feldeffekttransistors ein
Widerstand eingefügt wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachstehend wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt eines Lagers einer Welle und die Art der Anordnung eines Aufnahmekopfes mit
einer darin befindlichen Meßspule,
F i g. 2 einen Längsschnitt eines Aufnahmekopfes in einem größeren Maßstab,
F i g. 3 ein Schaltschema der Meßanordnung und
F i g. 4 verschiedene Wellenformen der elektrischen Schwingungen der Meßanordnung.
Das in F i g. 1 dargestellte Lager 10 enthält im Inneren eine Büchse 12. An einer Seitenwandung des Lagers 10
ist eine Gewindebohrung 14 für die Aufnahme eines Gewindeendes 18 eines Aufnahmekopfes 16 enthalten.
Der Aufnahmekopf 16 ist außen von einem Rohr 22
umgeben, in dem am vorderen Ende ein Spulenkörper 24 sitzt. Der Spulenkörper besteht aus Nylon oder
einem anderen Isoliermateiial. Er hat einen zylindrischen Ansatz 26, mit dem er dicht schließend in das Rohr
22 eingesetzt ist. Eine Ringnut 28 des Spulenkörpers dient zur Aufnahme einer Meßspule 30, deren
Windungen den induktiven Teil des Aufnahmekopfes bilden, der, wie nachfolgend näher erläutct wird, das
induktive Element in dem Schwingkreis eines Oszillators darstellt.
Der Spulenkörper 24 enthält ferner einen Ansatz 32 mit einer zentralen Bohrung 34 und auf der Außenseite
des Ansatzes befindlichen Ringnuten 36 und 38. Ein Ende 40 der Meßspule 30 ist in der Nut 36 um den
Ansatz 32 gewickelt und mit einem Leiter 42 mit größerem Durchmesser verlötet, der ebenfalls in der
Nut 36 um den Ansatz gewickelt ist. In der gleichen Weise ist das andere Ende der Meßspule 30 in der Nut
38 angeordnet und mit einem Leiter 46 mit größerem Durchmesser verlötet.
Im Inneren der Bonnr; V. ist ein Heißleiter 48
(Thermistor) mit negativem Temperaturkoeffizienten angeordnet, von dem eine Anschlußleitung 50 mit einer
Leitung 52 und die andere Anschlußleitung über eine Verbindungsleitung 57 zu einer Leitung 58 führt. Der
Widerstand des Heißleiters 48 nimmt ab, wenn seine Temperatur zunimmt und umgekehrt. Ein Widerstand
54 ist durch einen Leiter 56 mit den Leitern 42 und 52 verlötet und durch einen Leiter 58 an den Leiter 57 und
an einen Leiter 60 angelötet.
Wie nachfolgend noch ausgeführt wird, ist der Heißleiter 48 parallel zum Widtrstand 54 geschaltet.
Die Parallelschaltung des Heißleiters 48 und des Widerstandes 54 liegt in Reihe mit der Meßspule 30. Ein
Anschlußstück 62 für ein Koaxialkabel ist in das hintere Ende des Rohres 22 eingesetzt. Ein Xontakt 64 des
Anschlußstückes ist mit dem Leiter 60 und der andere Kontakt 66 ist mit dem Leiter 46 verbunden. Der freie
Raum im Inneren des Rohres 22 ist mit einer Vergußmasse, wie z. B. Epoxidharz, ausgefüllt.
Der in Fig. 2 dargestellte Aufnahmekopf ist in dem Schaltschema der F i g. 3 durch die gestrichelte Umrandung
gekennzeichnet. Die elektrischen Elemente des Aurnahmekopfes sind der Heißleiter 48, der Widerstand
54 und die Meßspule 30. Bei dem Oszillator handelt es sich um einen Colpitts-Oszillator, d. h. um einen
Oszillator mit kapazitiver Rückkopplung, der in dem Schaltschema mit 70 bezeichnet ist. Er enthäli einen
PNP-Transistor 72, dessen Emitter über Widerstände 74, 76 und eine Drosselspule 78 an das Potential B 4-einer
Stromquelle angeschlossen ist.
Der Schwingkreis des Oszillators 70 umfaßt die Meßspule 30, den Heißleiter 48 und den Widerstand 54.
Ein Ende der Meßspule 30 ist durch die Abschirmung des Koaxialkabels 80 mit Masse verbunden, während
das andere Ende der Parallelschaltung des Heißleiters 48 und des Widerstandes 54 durch den inneren Leiter
des Koaxialkabels 80 an den Kollektor des Transistors 72 angeschlossen ist. Die Schaltelemente des Aufnahmekopfes
sind mit einer zweiten Induktionsspule 82 parallel geschaltet, die an den Kollektor des Transistors
72 und an Masse angeschlossen ist.
Im Nebenschluß zur Induktionsspule 82 liegt eine Reihenschaltung von zwei Kondensatoren 84 und 86.
wobei die Verbindung dieser beiden Kondensatoren gleichzeitig die Verbindung zwischen den Widerständen
74 und 76 bildet. Die Basisspannung des Transistors 72 wird an einem Spannungsteiler abgenommen, der aus
der Reihenschaltung eines Widerstandes 88, eines zweiten Heißleiters 90, eines Widerstandes 92 und eines
Regelwiderstandes 94 besteht. Parallel zu den Wider ständen 92 und 94 ist ein Kondensator % geschaltet.
Ferner ist im Nebenschluß zum Heißleiter 90 ein Widerstand 98 vorgesehen. Die Induktionsspule 82 und
die Meßspule 30 des Aufnahmekopfes bilden einen Teil des Schwingkreises des Oszillators 70, wobei die
Induktivität der Induktionsspule 82 wesentlich größer ist als die der Meßspule 30.
Der Oszillator 70 erzeugt am Kollektor des Transistor 72 Ausgangsspannungen mit einer Frequenz
von etwa 1 MHz. Die Schwingungen werden mittels eines Gleichrichters 100 gleichgerichtet und über einen
Widerstand an einen Glättungskondensator 104 angelegt. Das resultierende gleichgeriou^e Signal ist an
einen Parallelwiderstand 106 und ferner zn die Basis eines Gleichstromemitterfolger-Transisitors 108 angelegt.
Der Kollektor des Transistors 108 ist über einen Widerstand 110 an das Potential B + der Spannungsquelle angeschlossen, während sein Emitter über einen
Widerstand 112 mit Masse verbunden ist.
Nimmt man beispielsweise an, daß ein metallischer Gegenstand in einem festen Abstand von der Meßspule
30 und damit im Feld dieser Spule angeordnet ist, so wird der Oszillator 70 Schwingungen erzeugen, die
durch den Gleichrichter 100 gleichgerichtet und an die Basis des Transistors 108 angelegt werden. In diesem
Falle entsteht an dem Emitter des Transistors 108 und an der Klemme 114 eine Gleichspannung, die im Betrag
proportional dem Abstand zwischen der Meßsptile und
dem Gegenstard in dem Feld der Meßspule ist. In der gleichgerichtete ι Spannung sind keine Wcchselstromkomponenten
enthalten.
Wenn man ferner annimmt, daß ein Gegenstand, wie z. B. eine Welle in dem Lager 12der Fig. 1. in bezug auf
die Meßspule 30 hin- und herschwingt, so werden Schwingungen mit einer Frequenz von etwa 1 MMz
durch den Oszillator 70 erzeugt. Diese Schwingungen verändern sich periodisch in ihrer Amplitude entsprechend
der Hin- und Herbewegung der Welle in bezug auf die Meßspule 30. Die Frequenz dieser periodischen
Veränderung entspricht der Schwingungsfrequenz der Welle in dem Lager 12. Unter diesen Umständen hat das
Ausgangssignal des Oszillators am Kollektor des Transistors 72 eine Wellenform A entsprechend der
Darstellung in F i g. 4, d. h. das Ausgangssignal hat eine periodisch veränderliche Amplitude.
Zwischen den Zeiten ii und I2 der Wellenform A
bewegt sich die Wandung der Welle in dem Lager 12 von der Meßspule 30 weg. so daß weniger Strahlungsenergie
als Wirbelstrom- und Hystereseverlust absorbiert wird. Als Folge hiervon steigt die Amplitude der
Ausgangsschwingungen. Zwischen den Zeiten (2 und ti
bewegt sich die Welle in Richtung auf die Meßspulc 30, wodurch die Strahlungsenergieverluste ansteigen und
die Amplitude der Schwingungen abnimmt.
Die Schwingungen nach der Gleichrichtung in dem Gleichrichter 100 und der Glältung durch den
Kondensator 104 treten als sinusförmig veränderliche Gleichspannung mit einer Wellenform B. wie in Fig.4
dargestellt, auf. Wird diese Spannung an die Basis des Transistors 108 angelegt, entsteht an der Ausgangsklemme
114 ebenfalls eine Gleichspannung. Die Wechselstromkomponcnte wird über einen Kopplungskondcnsator
116 und einen Widerstand 118 an die Senke
Deines Feldeffekttransistors J20 angelegt. Die Quelle 5
des Transistors 120 ist über einen Widerstand 122 an Masse angeschlossen.
Die Wechselstromkomponenten enthaltenden Wellenform B wird ferner über einen Widerstand 124 an ein
Potentiometer 126 mit einem parallel geschalteten Kondensator 128 angelegt. Der Kondensator 128 filtert
das Wechselstromsignal aus, so daß am Potentiometer 126 nur ein mittleres Gleichstromsignal auftritt. Der
bewegliche Schieber des Potentiometers 126 ist mit dem
Tor des Feldeffekttransistors 120 verbunden. Durch die
I clUI[l\.t.1(.!iaitUII5 UL
13t UIC
nung am Potentiometer 126 eine Gleichspannung, die aus dem Mittelwert der Wechselkomponente der
Gleichstromwellenform entsprechend der Wellenform B der Fig.4 besteht. Diese mittlere Spannung
verändert den dynamischen Widerstand des Feldeffekttransistors 120.
Es sei angenommen, daß eine Spannung von 6 V an der Klemme 114 auftritt, wenn der statische Abstand
0,51 mm beträgt. Eine zu 6 V proportionale Spannung wird dementsprechend am Potentiometer 126 und am
Tor des Feldeffekttransistors 120 auftreten. Es sei nun angenommen, daß der statische Abstand zwischen der
Spule und dem metallischen Gegenstand sich ändert und daß die Ausgangsspannung an der Klemme 114 auf etwa
5,5 V abnimmt. Da der Gegenstand jetzt näher an der Meßspule 30 liegt, nimmt die Empfindlichkeit der
Anordnung zu. Die Verringerung der Spannung am Potentiometer 126 ruft eine Verringerung des dynamischen
Widerstandes des Feldeffekttransistors 12C hervor und die Ausgangsamplitude des Signals an der
Senke D des Feldeffekttransistors 120 verringert sich ebenfalls. In gleicher Weise wird ein Ansteigen der
ι Spannung, ein Ansteigen des dynamischen Widerstandes des Feldeffekttransistors 120 und dadurch ein
Ansteigen der Amplitude des Signals an der Senke C hervorrufen.
Das an der Senke D des Feldeffekttransistors 120
Das an der Senke D des Feldeffekttransistors 120
in auftretende Signal wird über einen Kondensator 130 an
die Basis einer Emitterfolgerstufe 132 angelegt. Der Emitter des Transistors 132 ist über ein Potentiometer
134 mit Masse verbunden. Der bewegliche Schieber dieses Potentiometers ist über einen Kondensator 136
ΙΪ an ein Paar von Transistorverstärkerstufen 138 und 14C
angeschlossen. Das Ausgangssignal der Verstärkerstufe J 40 wird an eine Emitteriolgerstufe 142 angelegt, so daß
ein Ausgangssignal mit sinusförmiger Wellenform entsprechend dem Signal B an der Ausgangsimpedany
.'(i 144 auftritt. Die übrigen Elemente der Stufen 132, 138
140 und 142 sind an sich bekannt und brauchen deshalb nicht im einzelnen beschrieben zu werden.
Für die Eichung der Anordnung nach F i g. 3 wird eir metallischer Gegenstand in einem Absland von etw£
0,51 mm vom Ende des Aufnahmekopfes 68 angeordnet Hiernach wird der Regelwidersland 94 des Oszillator:
70 verändert, bis an der Klemme 114 die Spannung 6 V
beträgt. Daraufhin wird der Aufnahmekopf 68 in einerr Abstand von 0,25 mm von einem schwingender
Gegenstand mit bekannter Verschiebung angeordnet Die bekannte Verschiebung kann beispielsweise
0,025 mm sein. Das Potentiometer 134 der Emitterfol gerstufe 132 wird dann so eingestellt, daß die
sinusförmige Ausgangsschwingung eine Amplitude vor
j > 240 mV effektiv hat. Nach dieser Vorbereitung wird dei
Aufnahmekopf 68 auf einen Abstand von 0,76 mm vor dem schwingenden Gegenstand mit konstanter Ver
Schiebung abgerückt. Der Gegenstand wird nun wiedei in Schwingungen mit einer Verschiebung von Spitze zi
4(i Spitze von 0,025 mm versetzt. Das Potentiometer 126
das mit dem Tor des Transistors 120 verbunden ist, wire nun so eingestellt, daß die sinusförmige Ausgangs
schwingung wieder eine Amplitude von 240 mV effektiv hat. Dieses Verfahren wird wiederholt, um zwischer
4") einem statischen Abstand von 0.25 bis 0,76 mm eine
Ausgangsamplitude von 240 mV effektiv für eint Verschiebung von 0,025 rnm von Spitze zu Spitze zi
erhalten.
Ohne den Feldeffekttransistor 120 beträgt di<
;0 Empfindüchkeilsänderung plus oder minus 14% füi
einen statischen Abstandsbereich von 0,38 bis 0,64 mm Dagegen wird mit dem Feldeffekttransistor di<
Empfindlichkeitsänderung von plus oder minus 14% au weniger als plus oder minus 2% für einen statischer
Abstandsbereich von 0,15 bis 0,86 mm verringert.
Die Temperaturstabilität und Auswechselbarkeit dei Anordnung wird erzielt durch das Hinzufügen des nich
überbrückten Rückkopplungswiderstandes 122 in di< Quelleleitung des Transistors. Hierdurch wird di<
«ι Empfindlichkeit im wesentlichen zwischen 0°C unc
66° C konstant gehalten. Oberhalb von 660C steigt di<
Empfindlichkeit der Anordnung um 2%; dies kann abe: in den nachfolgenden Verstärkerstufen kompensier
werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf F i g. 2 wird darau hingewiesen, daß es sich bei der Meßspule 30 um eini
kleine Spule aus Kupferdraht handelt. Der elektrisch! Widerstand dieses Kupferdrahtes hat einen positivei
Tcmperaturkoeffi/ienten. Sein Widerstand über 17h C
ist etwa 67% größer als bei 24 C. Der Gütefaktor Q) der
Spule ist umgekehrt proportional dem Widerstand und nimmt ab mit steigender Temperatur. Dies verursacht
natürlich eine entsprechende Verringerung der limpfindlichkeil des Oszillators 70 und beeinflußt die
Ausgangsanplitude des Signals am Widerstand 144. Der
Heißleiter 48 ist deshalb in Reihe mit der Meßspule 30 geschaltet und kompensiert, da er einen negativen
Temperaturkoeffi/ienten hat, die durch Temperaiuranderungen
hervorgerufene Veränderung des Widerstandes der Meßspule 30.
Der Heißleiter 48 hat im übrigen eine lixponentialcharakteristik.
Dies bedeutet, daß sein Widerstand sich nicht linear mit der Temperatur ändert. Die Charakters- ι«,
stik kann jedoch durch die Parallelschaltung des Widerstandes 54 /um Heißleiter in eine lineare
Charakteristik geändert werden. Durch Auswahl eines Heißleiters 48 mit geeigneten Konstanten A und I)
(welche charakteristische Merkmale des Heißleiters sind) und durch Auswahl eines geeigneten Widerslandes
54 kann der Gesamtwiderstand Ri wie gewünscht
umgekehrt linear gemacht werden.
Die funktion des Heißleiters 90 ist ähnlich, wobei der
parallelgeschallete Widerstand 98 ebenfalls da/u dient,
den Gesamtwiderstand der beiden Elemente linear veränderlich /u machen. Wenn die Temperatur steigt
und der Widerstand des Heißleiters 90 fällt, nimmt die negative .Steuerspannung an der Basis des PNI'- Transistors
72 ebenfalls ab. Hierdurch wird die Verringerung der inneren !moedan/ dos Transistors 72 bei ansteigender
Temperatur kompensiert.
Ilieizu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Anordnung zur Messung mechanischer Schwingungen,
insbesondere an rotierenden Maschinenteilen, mit einer Meßspule veränderlicher Induktivität,
die mit einem elektrische Schwingungen liefernden Oszillator verbunden ist und deren Ausgangssignale
an eine Gleichrichterschaltung angelegt sind, um durch den Mittelwert der gleichgerichteten Signale
den Einfluß statischer Abstandsänderungen zwischen Meßspule und Meßobjekt auszuschalten,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Mittelwertbildung parallel zum Ausgang der Gleichrichterschaltung
ein Widerstand (124, 126) und im Nebenschluß zu einem Teilwiderstand (126) desselben
ein Kondensator (128) geschaltet sind, daß der Teilwiderstand (126) mit dem Tor eines Feldeffekttransistors
(120) verbunden ist und daß die gleichgerichteten Signale außerdem über einen
Koppelkondensator (116) an die Senke (D) des Feldeffekttransistors (120) angelegt sind.
2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Gleichrichterschaltung
(100) ein Emitterfolger-Transistor (108) angeschlossen
ist und daß ein aus dem Koppclkondensator (116) sowie einem Widerstand (118) bestehendes
Schahelement den Emitter des Emitterfolger-Transistors
(108) mit der Senke (D) des Feldeffekttransistors (120) verbindet.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Emitterfolger-Transistors
(108) an Masse angeschlossen ist und daß zur Temperaturkompensation di? Quelle (S)des Feldeffekttransistors
(120) über einen Widerstand (122) ebenfalls mit Masse verbunden ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Senke (D) des
Feldeffekttransistors (120) nachfolgende Verstärkerstufen angeschlossen sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US69710868A | 1968-01-11 | 1968-01-11 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1815676A1 DE1815676A1 (de) | 1969-10-16 |
DE1815676B2 DE1815676B2 (de) | 1980-03-06 |
DE1815676C3 true DE1815676C3 (de) | 1980-10-30 |
Family
ID=24799836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1815676A Expired DE1815676C3 (de) | 1968-01-11 | 1968-12-19 | Anordnung zur Messung mechanischer Schwingungen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3521158A (de) |
DE (1) | DE1815676C3 (de) |
GB (1) | GB1248161A (de) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3619805A (en) * | 1969-01-09 | 1971-11-09 | Reliance Electric & Eng Co | Noncontacting displacement transducer including an oscillator with cable-connected inductive probe |
US3750010A (en) * | 1970-03-25 | 1973-07-31 | Reliance Electric Co | Vibration analyzer probe with reduced temperature sensitivity |
CA1201481A (en) * | 1982-10-22 | 1986-03-04 | Majesty (Her) In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Canada Limited/L'energie Atomique Du Canada Limitee | Eddy current probe with defect-noise discrimination |
US4527904A (en) * | 1984-06-12 | 1985-07-09 | General Signal Corporation | Measurement of fluid forces in mixing apparatus and the control of mixing apparatus in response to fluid forces |
US4841243A (en) * | 1985-04-01 | 1989-06-20 | North American Philips Corp. | Side-looking speed sensor |
GB8703543D0 (en) * | 1987-02-16 | 1987-03-25 | Era Patents Ltd | Transformer testing |
DE4232426C2 (de) * | 1991-10-01 | 1994-09-08 | Zam Ev | Schaltung zur induktiven Distanzerfassung eines Metallteiles |
US5770941A (en) * | 1995-10-13 | 1998-06-23 | Bently Nevada Corporation | Encapsulated transducer and method of manufacture |
EP1092137B1 (de) * | 1998-06-29 | 2005-04-27 | Veri-Tek, Inc. | Geräuschprüfsystem mit temperaturabhängiger empfindlichkeit |
US6393902B1 (en) | 1998-06-29 | 2002-05-28 | Veri-Tek Inc. | Noise testing system with temperature responsive sensitivity |
US6695483B2 (en) * | 2000-12-01 | 2004-02-24 | Nsk Ltd. | Sensor and rolling bearing apparatus with sensor |
US6803757B2 (en) | 2001-10-02 | 2004-10-12 | Bentley Nevada, Llc | Multi-coil eddy current proximity probe system |
US7528597B2 (en) * | 2004-03-08 | 2009-05-05 | Digisensors, Inc. | Induction sensor |
US7511476B2 (en) * | 2005-01-04 | 2009-03-31 | Digisensors, Inc. | Electromagnetic sensor systems and methods of use thereof |
US7816911B2 (en) * | 2005-03-07 | 2010-10-19 | Digisensors, Inc. | Electromagnetic sensor systems |
US7898244B2 (en) * | 2005-03-07 | 2011-03-01 | Digisensors, Inc. | Electromagnetic sensor systems |
CN107076639B (zh) * | 2014-09-05 | 2019-09-24 | Abb瑞士股份有限公司 | 监测涡轮发电机中的扭转振荡 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3170113A (en) * | 1959-11-10 | 1965-02-16 | Republic Steel Corp | Flaw detection device having a movable pick-up unit for developing a frequency modulated signal that is transmitted to a stationary indicating unit |
US3271694A (en) * | 1963-08-15 | 1966-09-06 | Bissett Berman Corp | Variable frequency phase shift oscillator |
-
1968
- 1968-01-11 US US697108A patent/US3521158A/en not_active Expired - Lifetime
- 1968-12-19 DE DE1815676A patent/DE1815676C3/de not_active Expired
-
1969
- 1969-01-07 GB GB964/69A patent/GB1248161A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3521158A (en) | 1970-07-21 |
GB1248161A (en) | 1971-09-29 |
DE1815676A1 (de) | 1969-10-16 |
DE1815676B2 (de) | 1980-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1815676C3 (de) | Anordnung zur Messung mechanischer Schwingungen | |
DE3500456C2 (de) | Spulenanordnung für ein NMR-Untersuchungsgerät | |
DE7708482U1 (de) | Magnetkopfeinheit für Videobandaufzeichnungsgeräte | |
WO2014166479A2 (de) | Kapazitiver füllstandssensor | |
DE10014348B4 (de) | Vorrichtung zur zerstörungsfreien Messung der Dicke dünner Schichten | |
DE69111349T2 (de) | Winkeldetektor-Apparat. | |
DE3903278C2 (de) | Induktive Wegaufnehmeranordnung | |
EP0070796A1 (de) | Verfahren zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit der Schwingamplitude eines durch einen Generator angeregten Schwingkreises, nach diesem Verfahren kompensierter Oszillator und Verwendung desselben | |
DE19757689A1 (de) | Induktiver Meßumformer für Wege | |
CH675039A5 (de) | ||
DE69027816T2 (de) | Detektionsverfahren und Einrichtung zum Temperaturkompensieren der Schwingung einer Resonanzschaltung | |
DE2343894A1 (de) | Naeherungssondenstromkreis | |
DE68920188T2 (de) | Positionskompensationswindung für Wegaufnehmer. | |
DE2249206A1 (de) | Stroemungsmittelmessystem | |
DE2901516B1 (de) | Anordnung zur Erzeugung eines einer Kapazitaet proportionalen Signals | |
DE4142680A1 (de) | Auswerteschaltung fuer einen indudktivsensor | |
DE2530723C2 (de) | Einrichtung zur Messung der Phasenverschiebung in einer Anordnung gekoppelter Spulen | |
DE1448760B2 (de) | Anwendung einer Hallplatte zur Feststellung der Auslenkung eines ein Magnetfeld aufweisenden Objektes aus einer Normallage | |
DE3931892C2 (de) | Annäherungsschalter | |
DE3133061C2 (de) | Drehwinkelmeßfühler | |
DE9216908U1 (de) | Hochspannungstransformator | |
EP0444226B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abgleich einer Wegaufnehmer-Messkette nach dem Wirbelstrom-Messverfahren | |
EP0439558B1 (de) | Messschaltung und anwendung derselben, insbesondere mit induktiven weggebern | |
DE2249214A1 (de) | Schaltungsanordnung fuer ein vibrationsdensitometer | |
DE1815677A1 (de) | Elektrische Fuehleranordnung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |