Устройство для градуировки динамометров

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ДИНАМОМЕТРОВ, содержащее основание, бесступенчатьй привод, соединенный с блоком-управления бесступенчатым приводом, датчик угла поворота, соединенный с блоком измерения угла поворота, механизм вращения, входной вал которого соединен с бесступенчатым приводом, а на выходной вал ус-. тановлена платформа с фиксатором для крепления градуируемого динамометра и аэростатическим подвесом для крепления в нем меры силы, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, в него введены шаговый двигатель, блок управления шаговым двигателем, электромагнитная муфта, блок включения электромагнитной муфты, датчик фиксации шага, блок фиксации шага. блок измерения скорости с таймером, . блок определения изменения скорости, i блок поддержания скорости, блок анализа амплитуды и программное устройство, причем блок фиксации шага соединен с датчиком фиксации шага, блоком определения изменения скорости, блоком управления шаговым двигателем и блоком поддержания скорости, блок измерения скорости соединен с таймером, блоком измерения угла поворота, программным устройством , блоком.определения изменения скорости и блоком поддержания скорости, блок определения изменения скорости соединен с блоком поддержания скорости, блок включеш ния электромагнитной муфты соединен с электромагнитной муфтой и программным устройством, которое соединено с блоком измерения угла поворота и блоком поддержания скорости, блоком управления бесступенчатым приводом и блоком управления шаговым двигателем , блок анализа амплитуды соединен с выходом градуируемого ди4 намомента, блоком управления шаго вым двигателем и блоком управления бесступенчатым приводом, который САЭ соединен с блоком поддержания ско .дрости.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) ЯО (I I) 4 (51) G 01 25/00. ". В» ..СОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3577586/24-10 (22) 11.04.83 (46) 07.04.85. Бюл. № 13 (72) Л.Я.Лебедев, И.С.Мытник, А.В.Румянцев и Н.С.Чаленко (53) 53 1.781(088.8) (56) 1. Информационный листок № 355-82, ЛЦНТИП, 1982.

2. "Текстильная промышленность", 1979, ¹ 4, с. 79-81 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ

ДИНАМОИЕТРОВ, содержащее основание, бесступенчатый привод, соединенный с блоком управления бесступенчатым приводом, датчик угла поворота, соединенный с блоком измерения угла поворота, механизм вращения, входной вал которого соединен с бесступенчатым приводом, а на выходной вал установлена платформа с фиксатором для крепления градуируемого динамометра и аэростатическим подвесом для крепления в нем меры силы, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены шаговый двигатель, блок управления шаговым двигателем, электромагнитная муфта, блок включения электромагнитной муфты, датчик фиксации шага, блок фиксации шага, блок измерения скорости с таймером, . блок определения изменения скорости,( блок поддержания скорости, блок анализа амплитуды и программное устройство, причем блок фиксации шага соединен с датчиком фиксации шага, блоком определения изменения. скорости, блоком управления шаговым двигателем и блоком поддержания скорости, блок измерения скорости соединен с таймером, блоком измерения угла поворота, программным устройством, блоком. определения изменения скорости и блоком поддержания скорости, блок определения изменения скорости соединен с блоком поддержания скорости, блок включе« ния электромагнитной муфты соединен с электромагнитной муфтой и программным устройством, которое соединено с блоком измерения угла поворота и блоком поддержания скорости, блоком управления бесступенчатым приводом и блоком управления шаговым двигателем, блок анализа амплитуды соединен с выходом градуируемого динамомента, блоком управления шаговым двигателем и блоком -управления бесступенчатым приводом, который соединен с блоком поддержания ско,1рости.

1149131 2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для градуировки динамометров на малые силы.

Известно устройство, предназначенное для градуировки динамометров, содержащее штангу, магазин мер силы, траверсу с механизмом вертикального перемещения и шаговый двигатель (1).

Однако в этом устройстве из-за !О скачкообразного перемещения траверсы при навешивании меры силы на штангу на динамометре возникают колебания, снижающие точность градуировки. 15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является .устройство для градуировки динамометров на малые силы, содержащее основание, бес тупенчатыи привод, механизм,2п вращения, выходной вал которого сориентирован под углом к ускорению свободного падения и на котором установлена платформа, а входной вал соединен с бесступенчатым приводом, 25 подвес, в котором размещена мера силы, датчик поворота выходного вала механизма вращения и блок управления бесступенчатым приводом )2) .

Однако известное устройство об- 5д падает недостаточной точностью изза погрешности отработки угла поворота меры силы относительно вектора ускорения свободного падения, а также из-за большой амплитуды колеба35 ний, возникающих на динамометре в результате резкого торможения механизма вращения, Целью изобретения является повышение точности за счет более точной 4О отработки угла поворота меры силы в пространстве и уменьшения амплитуды колебания динамометра.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для градуиров- <5 ки динамометров, содержащем основание, бесступенчатый привод, соединенный с блоком управления бесступенчатым приводсм, датчик угла поворота, соединенный с блоком измерения угла поворота, механизм вращения, входной вал которого соединен с бесступенчатым приводом, а на выходной вал установлена платформа с фиксатором для укрепления градуируемого динамометра и аэростатнческим подве,сом для крепления в нем меры силы, введены шаговый двигатель, блок управления шаговым двигателем, электрома нитная муфта, блок включения электромагнитной муфты, датчик фиксации шага, блок фиксации шага, блок измерения скорости с таймером,. блок определения изменения скорости, блок поддержания скорости, блок анализа амплитуды и программное устройство, причем блок фиксации шага соединен с датчиком фиксации шага, блоком определения изменения скорости, блоком управления шаговым двигателем и блоком поддержания скорости, блок измерения скорости соединен с таймером, блоком измерения угла поворота, программным устройством, блоком определения изменения скорости и блоком поддержания скорости, блок определения изменения скорости соединен с блоком поддержания скорости, блок включения электромагнитной муфты соединен с электромагнитной муфтой и программным устройством, которое соединено с блоком измерения угла поворота, блоком поддержания скорости, блоком управления бесступенчатым приводом и блоком управления шаговым двигателем, блок анализа амплитуды соединен с выходом градуируемого динамо" метра, блоком управления шаговым двигателем и блоком управления бесступенчагым приводом, который соединен с блоком поддержания скорости.

На чертеже представлено устройство для градуировки динамометров на .малые силы.

Устроиство содержит основание 1 с регулируемыми опорами 2, на котором расположен бесступенчатый привод 3, соединенный через шестеренчатую пару 4 с входным валом S механизма 6 вращения. На выходном валу 7 механизма 6 вращения закреплена платформа 8 с аэростатическим подвесом 9, в котором размещена мера 10 силы. Датчик 11 угла поворота состоит из ротора 12 и статора

13, закрепленных соответственно на валу 7 и основании 1. На платформе 8 установлен фиксатор 14 для укрепления динамометра 15. На основа-. нии 1 установлен шаговый двигатель

16 соединенный шестеренчатой парой

17 с валом 5. На валу двигателя

16 установлена электромагнитная муфта 18. На валу 5 установлен датчик

19 фиксации шага, состоящий из кодо40

3 1149 вого диска 20, подсветки 21 и фотоприемника 22. В диске 20 по диаметру выполнены отверстия с шагом, равным шагу шагового двигателя 16, умноженному на передаточное отношение в шестеренчатой паре 17. Устройство также содержит блок 23 измерения угла поворота, блок 24 управления бесступенчатым приводом, блок

25 управления шаговым двигателем, to блок 26 включения муфты, таймер 27„

:блок 28 измерения скорости, блок 29 отработки шага, блок 30 определения изменения скорости, блок 31 анализа амплитуды, блок 32 поддержания скорос-15 ти и программное устройство 33.

Последнее соединено с блоками 32, 24, 25, 23 и 28 поддержания скорости, управления бесступенчатым приводом, управления шаговым двигателем, изме- 2п рения угла поворота и измерения ско-,. рости соответственно и через блок

26 включения муфты с муфтой 18. Блок

31 анализа амплитуды соединен с блоками 24 и 25 управления бесступенчатым приводом и управления шаговым двигателем и динамометром 15, блок

29 отработки шага — с блоками 25, 32 и 30 управления шаговым двигателем, поддержания скорости и определения изменения скорости соответственно и датчиком фиксации 19 шага, бесступенчатый .привод 3 — с блоком 24 управления бесступенчатым приводом, а шаговый двигатель 16 — с блоком

25 его управления; Датчик 11 угла

35 соединен с блоком 23 измерения угла.

Блок 32 поддержания скорости также соединен с блоками 24, 28 и 30 управления бесстуценчатым приводом, изменения скорости и определения изменения скорости соответственно.

Блок измерения скорости соединен с блоками 30 и 23 определения изменения скорости и измерения угла поворота

45 и таймером 27.

Устройство работает следующим образом.

Регулируемыми опорами 2 основание

1 устанавливается в горизонтальное 50 положение. Платформа 8 устанавливается параллельно основанию 1. При этом мера 10 силы занимает горизонтальное положение. В программное устройство 33 вводится зависимость силы 55 от угла поворота вала 7 — значения силы, при которых необходимо отградуировать динамометр и максимально

131 4 допустимое значение амплитуды коле- бания динамометра 15. После подачи команды на воспроизведения .силы программное устройство 33 определяет значение угла, соответствующего этой силе, и подает команду блоку

24 управления бесступенчатым приводом, который запускает его. Вращение от привода 3 через шестеренчатую пару 4 и механизм 6 вращения передается платформе 8, вместе с которой поворачивается и мера 10 силы. При этом на динамометр 15 начинает действовать составляющая сила веса меры 10 силы, направленная по ее силовой оси 0-0<.

На динамометре 15 возникает коле -.бательный процесс. Выходной сигнал динамометра 15 передается на блок

3 1 анализа амплитуды, в котором определяется амплитуда колебательного процесса. Значение амплитуды непрерывно передается в блок 24 управления бесступенчатым приводом. Одновременно туда же передается из программного устройства 33 максимально допустимое значение амплитуды. Оба значения сравниваются, и при их равенстве блок 24 управления бесступенчатым приводом перестает увеличивать скорость привода 3 и в дальнейшем поддерживает ее постоянной. Угол поворота вала 7 постоянно измеряется датчиком 11 угла поворота и через блок 23 измерения угла поворота передается в программное устройство 33, в котором измеренное значение угла сравнивается с требуемым углом. Одновременно из этого же блока значение угла подается в блок 28 измерения скорости, куда также поступают сигналы от таймера

2?. В блоке 28 измерения скорости определяется скорость изменения угла поворота вала 7 и из него передается в программное устройство

33. В последнем определяется кинетическая энергия устройства, угол, при котором начинается замедление

9 и тормозной момент сопротивления шагового двигателя 16, развиваемый на одном шаге.

Для того, чтобы вал 7. точно остановился при требуемом угле, необходимо, чтобы кинетическая энергия одинаково убывала на каждом шаге торможения, что равносильно рав" номерному убыванию квадрата скокинетическую энергию вращающихся частей на определенную величину. При засветке второго отверстия в кодовом диске 20 блок 29 отработки шага выдает второй импульс. При этом шаговый двигатель 16 начинает отрабатывать второй шаг, а блок 25 управления шаговым двигателем, получив сигнал от блока 29 отработки шага, снимает момент сопротивления. Блок 30 определения изменения скорости при получении второго сигнала от блока 29 от.работка шага фиксирует значение скорости, полученное от блока 28 измерения скорости, определяет разность угловых скоростей, определенных при первом и втором сигналах, подсчитывает значение квадрата этой разности и передает в блок 32 поддержания скорости, в котором эта величина сравнивается величиной, пропорциональной квадрату угла замедления, после чего, имея команду от блока 29 отработки шага о начале отработки второго шага, блок 32 поддержания скорости дает команду блоку 24 управления бесступенчатым приводом на запуск бесступенчатого привода 3 в направлении вращения нала 7. При этом вращении создается добавочный момент и скорость вала 7 увеличивается. Во время работы бесступенчатого привода 3 изменяющееся значение скорости продолжает поступать в блок 32 поддержания скорости, который, предва-рительно определив необходимую скорость в конце второго шага, выдает блоку 24 управления бесступенчатым приводом команды на увеличение скорости до тех пор, пока от блока 28 измерения скорости в период отработки шага, следующего за шагом, создающим момент сопротивления, не поступает значение скорости, соответствующей расчетной. В дальнейшем на каждом нечетном шаге шаговый двигатель 16 создает момент сопротивления, а на каждом четном бесступенчатый привод 3 корректирует скорость.

Использование изобретения для градуировки динамометров на малые силы позволит повысить точность в 2-2,5 раза.

3 1149131 рости угла поворота вала 7 к концу отработки шага. Так как в процессе вращения к вращающимся частям устройства, кроме момента сопротивления шагового двигателя 16, прикладывается большое количество случайных моментов сопротивления, то для обеспечения равномерного убывания квадрата скорости угла поворота вала 7 необходимо после каждого шага, 10 во впемя отработки которого создается момент сопротивления, выполнить еще один шаг, во время отработки которого корректируется изменение квадрата скорости за счет слу- 15 чайных моментов сопротивления.

После того, как блок 23 измерения угла поворота выдает в програмное устройство 33 сигнал, соответствующий углу замедления, програм- 2О мным ус ройством 33 подается команда блоку 26 включения муфты на включение муфты 18, блоку 24 управления бесступенчатым приводам на отключение привода 3 и блоку 25 уп- 25 равления шаговым двигателем на начало работы в пошаговом режиме. Команды реализуются. Кроме этого, программное устройство 33 запускает блок

32 поддержания скорости и выдает ЗО ему расчетное значение, пропорциональное квадрату угла замедления.

Вращаясь на валу 5, кодовый диск 20 поворачивается, при этом ближайщее к подсветке 21 отверстие засвечивает-gs ся, с датчика 19 поступает сигнал на блок 29 отработки шага, который дает сигнал.в начале шага блоку 25 управления шаговым двигателем, блоку 30 определения изменения скорости 40 и блоку 32 поддержания скорости.

Блок 25 управления шаговым двигателем подает команду на шаговый двигатель 16, на котором фиксируется на.чало шагового режима и в пределах первого шага создается момент сопротивления. Блок 32 поддержания скорости принимает полученный сигнал за начало отсчета шагов. Блок 30 определения изменения скорости при S0 получении сигнала от блока 29 отработки шага фиксирует значение скорости, полученное от блока 28 измерения скорости. Созданный шаговым двигателем 16 момент сопротивления гасит 55

1149131

Составитель В.Годзиковский

Редактор 0.10рковецкая Техред А.Бабинец Корректор N.Ìàêñèèèøèíåö

Заказ 1866/28 Тираж 897 Подписное

БНИИПИ 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