Устройство для измерения неравномерности частоты вращения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, содержащее генератор фазовый детектор , рёгистрирз нвдее устройство и датчик частоты вращения, выход которого соединен с одним из входов фазового детектора, вторым входом подключенного к выходу генератора, а выходом к регистрирукицему устройству, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения динамического диапазона измерения неравномерности частоты вращения, в него введены функциональный преобразователь расстройки частоты входного сигнала в амплитуду синхронизирующего сигнала и модулятор, один вход которого соединен через функциональный преобразователь с выходом фазового детектора, второй вход - с выходом датчика частоты вращения, а выход подключен к входу (Л генератора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

И=СПжЛИН

„„SU„„> 5O54S

А (д) С 01 Р 15/08

- 1 ,з l.:

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !;-:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.f

ГОСаРЕСТЩ=ННЫЙ НОМИТЕТ ССС1

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3528442/24-10 (22) 23. 12. 82 (46) 15.04.85. Бюл. 14 (72) Л.Г.Темник и Л.А.Медведева (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (53) 621. 317.39: 531.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 613249, кл. С 01 Р 15/08, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 410242, кл. G 01 В 7/02, 1972 (прототип). (54){57} устРойство для изиеРения

НЕРАВНОМЕРНОСТИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, содержащее генератор, фазовый детектор, регистрирующее устройство и датчик частоты вращения, выход которого соединен с одним из входов фазового детектора, вторым входом подключенного к выходу генератора, а выходомк регистрирующему устройству, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения динамического диапазона измерения неравномерности частоты вращения, в него введены функциональный преобразователь расстройки частоты входного сигнала в амплитуду синхронизирующего сигнала и модулятор, один вход которого соединен через функциональный преобразователь с выходом фазового детектора, второй вход — с выходом датчика частоты вращения, а выход подключен к входу генератора.! 11505

Ч.

Изобретение относится к.измерительной технике и может быть использовано для измерения и регистрации неравномерной частоты вращения.

Известен угловой акселерометр, содержащий симметричную инерционную массу, включающую в себя ротор, кольцо, штифты, погруженную в демпфирующую жидкость, инерционная масса под1О вешена в неподвюкных опорах с помощью двух сборных пластинчатых торсионов, т.е. осью поворота ротора являются оси цилиндрических опор торсионов. К одной из опор крепится стойка с двумя полупроводниковыми преобразователями перемещания в электрический сигнал в виде двух балок. Деформация балок воспринимается мостовой схемой, сформированрой на балках в непосредственной близости от места закрепления стойки )1 ).

Недостатками данного устройства являются малый диапазон измеряемых ускорений, ограниченный диапазоном обратимых деформаций упругих элементов прибора, его конструктивная сложность. Пля съема электрических сигналов с мостовых схем устаЗО новленных на вращающейся детали, требуется установка специальных токосъемников.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля размеров деталей, измеряемая величина которого преобразуется в изменение частоты электрического сигнала. Это устройство содержит два автогенератора, частота одного из них является функцией измеряемого параметра, выходы автогенераторов соединены с входами фазового детектора, выход которого соединен с регистрирующим устройством 523.

Генератор данного устройства работает в режиме захватывания, т.е. любая расстройка контура генератора приводит к изменению угла фазового сдвига между напряжением генератора относительно синхронизирующего входного сигнала.

Зависимость между расстройкой по частоте и сдвигом фазы в пределах полосы захватывания имеет вид

5S

9! !! !

bid

48 где Ьы — расстройка по частоте; — постоянная контура; и — степень связи, ! =С!ГС 5! Ь

Ь!,Д !.

Практически это означает. что прибор имеет очень узкий диапазон измерения колебаний частоты с линейным преобразованием.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение динамического диапазона измерения неравномерности частоты вращения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения неравномерности частоты вращения, содержащее закрепленную на валу шестерню, генератор, фазовый детектор, регистрирующее устройство и датчик частоты вращения, выход которого соединен с одним из входов фазового детектора, вторым входом подключенного к выходу генератора, а выходом — к регистрирующему устройству, введены функциональный преобразователь расстройки частоты входного сигнапа в амплитуду синхронизирующего сигнала и модулятор, один вход которого соединен через функциональный преобразователь с выходом фазового детектора, второй вход — с выходом датчика частоты вращения, а выход подключен к входу генератора.

Введение функционального преобразователя и модулятора позволяет эа счет коррекции степени связи повысить точность измерения и расширить линейный диапазон устройства для измерения неравномерности частоты вращения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения неравномерности частоты вращения; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения неравномерности частоты вращения состоит из укрепленной на валу 1 зубчатой шестерни 2, датчика частоты вращения 3, фазового детектора 4, функционального преобразователя расстройки частоты входного сигнала в амплитуду синхронизирующего сигнала 5, модулятора б, генератора 7, регистрирующего устройства 8.

Для получения линейности преобразования

Y=KDM !

1150548 где К вЂ” коэффициент преобразования.

Можно получить зависимость степени связи (фиг. 2в}:

Дш ь

91n(кdсд)

Теперь, если при изменении величины d

g= f(a

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 1 с зубчатой шестерней 2 датчик частоты вращения 3 формирует прямоугольный сигнал с частотой Е = NZ где и) — частота вращения вала 1; z — количество

20 зубьев шестерни 2. Этот сигнал поступает на один из входов фазового детектора 4, на другой вход которого поступает сигнал с выхода генератора 7. Генератор 7, синхронизируется входным сигналом, следующим с частотой сигнала датчика частоты вращения через модулятор 6. При изменении частоты входного сигнала между входным сигналом и напряжением генеpampa 7 появляется фазовый сдвиг, .пропорциональныи этому отклонению.

Напряжение с выхода фазового детектора 4, пропорциональное величине фазового сдвига, подается на функциональный преобразователь 5, который осуществляет регулировку степени связи генератора 7 с входным сигналом путем воздействия в модуляторе 6 на амплитуду сиыхронизирующего сигнала и корректирует нелинейную зависимость. С выхода фазового детектора 4 сигнал, пропорциональный колебаниям частоты вращения, подается на регистрирующее устройство 8.

Таким образом, в устройстве во всем диапазоне измерения каждому значению расстройки частоты датчика 3 соответствует определенное значение степени синхронизации, причем такое, при котором коэффициент преобразования остается неизменным.

Устройство обеспечивает измерение неравномерности частоты вращения в широком диапазоне частот.

Устройство также обеспечивает линейную зависимость фазы от неравномерности частоты вращения во всей полосе измеряемых частот, что повышает точность измерения неравномерности частоты вращения.

Устройство используется при исследовании динамики работы крутильной схемы двигателей внутреннего сгорания. Повышение точности измерений при таких исследованиях позволяет более точно установить оптимальный режим работы двигателя, что в свою очередь делает испытания более экономичными, а также позволяет сократить сроки испытаний.

115054S . Составитель И.Хаустов

Редактор N.Äûëûí Техред С.Иигунова Корректор М.Самборская

Заказ 2135/34 Тираж 897 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