Устройство для измерения неравномерности скорости вращения в пределах одного оборота вала

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ Б ПРЕДЕЛАХ ОДНОГО ОБОРОТА ВАЛА, содержащее эталонную угловую меру, установленную на стопе, связанном с контролируемым вгшом, и фотоэлектриСЕЭ- ческие преобразователи угла поворота стола с мерой во временной интервал, соединенные с управляющими входг(ми счетчика импульсов, счетный вход которого соединен со стабильным генератором импульсов высокой частоты, а выход - с цифровой схемаЛ обработки , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений , стоп для установки эташонной угловой меры соединен с контролируемым валом через регулируемый редуктор , на ведущем звене которого иане- , сена метка, оптически сопряженная с дополнительным фотоэлектрическим преобразователем, подключенным к ,. управляющему входу дополнительного счетчика импульсов от стабильного (Л генератора высокой частоты, также включенного в цифровую схему обработ ки. тпI-Г S U

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUWI

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(59 6 1 Р 1 5 0 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3591732/18-10 (22) 27. 01. 83 (46) 07. 07. 84. Бюп. 9 25 (72) Н. В. Гелашвили, Г. Г. Бакрадзе, В.И.Шекриладэе и 3.В.Куцер (53) 531.767(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 315919, кл. G 01 С 1/06, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 494697, кл. G 01 Р 15/00, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 678424, кл. 0 01 Р 15/00, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕРАВНОМЕРНОСТИ СКОРОСТИ ВРА(ЦЕНИЯ

В ПРЕДЕЛАХ ОДНОГО ОБОРОТА ВАЛА, содержащее эталонную угловую меру, установленную на столе, связанном с контролируемым валом, и фотоэлектрические преобразователи угла поворота стола с мерой во временной интервал, соединенные с управляющими входами счетчика имнульсов, счетный вход которого соединен со стабильным генератором импульсов высокой частоты, а выход - с цифровой схемой обработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повиаения точности измерений, стол для установки эталонной угловой меры соединен с контролируемым валом через регулируемый редуктор, на ведущем звене которого нане-, сена метка, оптически сопряженная с дополнительным фотоэлектрическим преобразователем, подключенным к управляющему входу дополнительного Я счетчика импульсов от стабильного генератора высокой частоты, также включенного в цифровую схему обработ. кн.

1101743

Изобретение относится к области измерительной техники и метрологии, а точнее касается устройств для высокочастотного измерения колебаний угловых скоростей, которые могут быть использованы не талька для изме- 5 рения этих калебаний, но и для создания эталонных метрологических установок.

Известны фотоэлектрические устройства для контроля угловых мер, осно- 1О ванные на преобразовании значения угла во временной интервал путем установки меры на стол, приводимый во вращение с постоянной скоростью.

Такие устройства могут быть примене- 15 ны и для решения обратной задачи, т.е. контроля угловой скорости, если на поворотном столе установить эталонную угловую меру (1) .

Однако подобное прямое испольэо- gg вание не позволяет отслеживать изменения угловой скорости в пределах одного оборота. Не устраняет отмеченного недостатка и путь, связанный с применением многогранных призм в 25 качестве эталонных угловых мер.

Известны устройства, в которых для решения задачи измерения колебаний скорости в пределах одного оборота предусматривается изменение значения эталонной меры и ее механичес-

1 кое перемещение относительно начально- го направления измерения. В этих устройствах на контролируемом валу закрепляется диск с отверстиями, с одной стороны которого установлены источник света, а с другой — Фото-. элементы, на известном угловом расстоянии друг от друга, соответствующем эталонному значению угловой меры (21 и f3) .

Наиболее близким к изобретению является устройство, в котором наряду с механизмом для перемещения фотоэлементов осуществлено усовершенствование схемы обработки сигналов 45 путем введения делителей частоты импульсов, снимаемых с фотоэлементов (3).

Однако и это не устраняет важнейшего недостатка - необходимости пере:мещения фотоэлементов, требующего 59 контроля стабильности эталонной меры.

Это обстоятельство затрудняет дальнейшее повышение точности измерения неравномерности скорости вращения.

Цель изобретения » повышение 55 точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения неравномерности скорости вращения в пре делах одного оборота вала, содержащем ФО э талонную угловую меру, установлен- ную на столе, связанном с контролируемым валом, и Фотоэлектрические преобразователи угла поворота стола с мерой во временной интервал, соединен-. $5 ные с управляющими входами счетчика импульсов, счетный вход которого соединен со стабильным генератором импульсов высокой частоты, а выход - с цифровой схемой обработки, стал для установки эталонной угловой меры соединен с контролируемым валом через регулируемый редуктор, на ведущем звене которого нанесена метка,оптически сопряженная с дополнительным фотоэлектрическим преобразователем, подключенным к управляющему входу дополнительного счетчика импульсов от стабильного генератора высокой частоты, также включенного в цифровую схему обработки..

На чертеже представлена блок-схема устройства.

На валу электродвигателя 1, скорость которого контролируется, закреплен ведущий диск 2, механически связанный с ведомым диском 3, который насажен на ось поворотного стола 4. Ведущий диск 2 и ведомый диск 3 образуют редуктор с заданным и регулируемым коэффициентом передачи. Поворотный стол 4 снабжен меткой 5 отсчета. На поворотном столе 4 находится угловая мера 6, положение которой устанавливается по метке 5 отсчета (для возможности нумерации углов). Число граней меры фиксируется фотопреобраэователем 7 для засечки числа граней, а ее положение на поворотном столе 4 - меткой 5 ,положения угловой меры и фотопреоб раэователем 8 для фиксации положения угловой меры б, выходы обоих фотопреобраэователей 7 и 8 выведены на управляюЩие входы счетчика 9, на счетный вход которого подаются импульсы от генератора 10 стабильных импульсов высокой частоты. Фотопреобраэователь 11 связан с меткой 12,нанесенной на ведущем диске 2 ° Выход фотопреобразователя 11 соединен с управляющим входом счетчика 13 для запоминания положения ведущего диска.

Счетный вход счетчика 13 соединен с генератором 10 стабильных импульсов высокой частоты. Счетчики 9 и 13 соединены с цифровой схемой 14 обработки, выполненной на базе ЭВМ. В ней вырабатывается модель пространственно-временного расположения угловой меры со всеми ее гранями и пространственно-временная модель угла поворота двигателя. В результате, в соответствии с заложенной программой создается модель, характеризующая пространственно-временной цифровой эквивалент смещения угловой меры в процессе поворота вала двигателя.

Так как диаметры дисков 2 и 3 редуктора неодинаковы, то пространственно-временные диаграммы одного диска относительно другого могут

1101743

Составитель Ю. Ферштман

Редактор Н. Данкулич Техред A. Бабинец

Корре ктор С. Шекмар.

Заказ 4757/29 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 кратно повторяться в одних и тех же точках относительно друг друга, либо передвигаться с шагом

0 1 01 1D2, ) где Р„ - диаметр ведомого диска; р — диаметр ведущего диска.

Число шагов полного цикла тогда г, равно и†.>

D„-9>

1 10

Когда известна угловая мера, необходимо подобрать соответственно лишь тот шаг, который при всех случаях в угловом измерении должен быть меньше отдельного угла опорной призмы.

После завершения полного цикла, который для каждого угла многогранной угловой меры индивидуален и будет определяться совпадением импульса от фотопреобразователей 7 и 11, 20 каждый угол угловой меры пройдет поочередно через всю пространственно-временную диаграмму двигателя в пределах 360, т.е. выпопнится услоо вне которое определяется уравнением 25 е ж„; =360, где и - число шагов при полном цикле; ю(, — угол в угловой мере.

Тогда можно определить значение с4„;- и .. Имея „; для каждого угла

36О проверяемой меры, находим значение Х угловой скорости xicp =« .

При помощи фотопреобраз ователя 7 для засечки числа граней формируется начало и конец пространственно временной оси для одного оборота.

Таким образом формируются значения всех углов Ы„; угловой меры в виде временных интервалов С;, Заполняя их калиброванными импульсами от генератора стабильных импульсов высокой частоты получаем их цифровой эквивалент.

Аналогично формируется пространст венно-временная модель цифрового эквивалента угла поворота вала двигателя при помощи метки 12 положения ведущего диска.

Для любого двигателя устройство позволяет создать три пространст венно-временные модели, по которым контролируется повторяемость при многократных измерениях всех ооновных характеристик двигателя в пределах заданной точности, для воэможности его аттестации и соответственно выборки двигателя с необходимыми характеристиками. Аналогично можно каждый раэ поверять эталонную угловую меру. Точность всех измерений будет в основном определяться точностью калиброванной частоты и точностью определения засечки граней угловой меры, а также стабильностью численного значения угловой меры.

Пространственно-временные эквиваленты определяются в пределах 360 как для испытуемого двигателя, так и дпя поворотного стола.