Устройство для централизованного измерения скорости вращения многошпиндельных механизмов планетарного типа

 

Изобретение относится к области контроля работы и диагностики сельскохозяйственных машин и может быть :использовано для централизованного измерения скорости вращения узлов, кинематически с помощью фрикционной передачи соединенных в систему планетарного типа, например шпиндельного барабана хлопкоуборочных машин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повь шение точности измерения периода вращения (ПВ) и контроля элементов планетарной системы путем обеспечения возможности определения ПВ элемента систешл с исключением погрешностей за один ПВ ведущего узла и замены ручного режима измерения на автоматический. При вращении планетарной cиcтe a.I 1 вращающиеся ферромагнитные сателлиты 3 проходят в зоне действия индуктивного датчика 5, изменяя суммарную индуктивность одного из плеч мостовой этого датчика. Сигнал рассогласования поступает в измеритель 6, где из сигнала выделяется информационная часть, которая анализируется и измеряется. Датчик 5 и измеритель 6 составляют устройство 4 для централизованного измерения скорости. 1 з.п.ф-лы. Аил. с « (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (д1) 4 G 01 P 3/42

ggprp;:г;у

113," 131

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3794910/24-10 (22) 29.09.84 (46) 07.03.86. Бюл. ¹ 9 (7 1) Ташкентское специальное конструкторско-технологическое бюро

"Техноприбор" (72) М.Д.Козина, В.Ф.Асяев и Ю.К.Карпов (53) 531.767 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 815100, кл, G 01 Р 3/481, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 555342, кл. G 01 P 3/42, 1975 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ МНОГОШПИНДЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА ПЛАНЕТАРНОГО ТИПА (57) Изобретение относится к области контроля работы и диагностики сельскохозяйственных машин и может быть .использовано для централизованного

:измерения скорости вращения узлов, кинематически с помощью фрикционной передачи соединенных в систему планетарного типа, например шпиндельного барабана хлопкоуборочных машин °

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности измерения периода вращения (ПВ) и контроля элементов планетарной системы путем обеспечения возможности определения ПВ элемента системы с исключением погрешностей за один ПВ ведущего узла и замены ручного режима измерения на автоматический. При вращении планетарной системы 1 вращакщиеся ферромагнитные сателлиты 3 проходят в зоне действия индуктивного датчика

5, изменяя суммарную индуктивность одного из плеч мостовой схемы этого датчика. Сигнал рассогласования поступает в измеритель 6, где из сигнала выделяется информационная часть, которая анализируется и измеряется.

Датчик 5 и измеритель 6 составляют устройство 4 для централизованного измерения скорости, 1 з,п.ф-лы, 4ил.

1 12 ъ

Изобретение относится к области контроля работы и диагностики сельскохозяйстненных машин и может бь1ть использовано для централизованного измерения скорости вращения узлов, кинематически с помощью фрикционной передачи соединенных в систему планетарного типа, например шпиндельного барабана хлопкоуборочной машины и др °

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем измерения периода вращения и контроля исправности всех элементов планетарной системы, увеличения точности измерения периода вращения и контроля элементов планетарной системы путем исключения систематической погрешности формирования и случайной погрешности измерения, а также увеличение скорости путем возможности определения периода ээращения элемента системы с ис— ключеппем ныпэеперечисленпых погреш остей за один период вращения веду- . щего узла и замены ручного режима измерения на автоматический.

Па фиг. 1 показана схема измерения периода вращения и контроля исправности ведущего узла и сателли.— тов планетарной системы; на фиг.2 блок-схема устройства для централизованного измерения скорости н ручном режиме, ла фиг. 3 — временная диаграмма, поясняющая работу устройства прп измерении периода вращения, пa фиг. 4 — модификация блоксхемы устройства для централизованного измерения периода в автоматическом режиме.

Устройство содержит фрикционную передачу I планетарного типа, состоящую из ведущего узла 2 и и- сателлитон 3, и блок 4 для централизованного измерения скорости, содержащий датчик 5, например индуктивный, измеритель 6, включающий в себя генератор 7 питания датчика, усилитель

8 напряжения сигналов датчика и диод 9 н случае использования индуктивного датчика, перньп измерительньп канал 10, состоящий из второго усилителя 11, фильтра 12 нижних частот, первого триггера Шмитту 13, кольцевого регистра 14, коммутатора (селектор) 15, нторой измерительный канал 16, состоящий из избирательного фильтра (полосовой

16729

1 2

55 фильтр) 17, третьего усилителя (напряжения) 18, второго триггера Шмитта 19, второго счетчика (двоичного)

20 и дешифратора 21, D-триггера 22 с динамическим С-входом, вторую схему И 23, первый делитель 24, формироэзатель 25, блок (набор) 26 переключателей, регистр 27 памяти, первую схему ИЛИ 28, инвертор 29, первую схему И 30 и генератор 31 эталонной частоты, третью схему И 32, вторую схему ИЛИ 33, второй делитель

34, двоично-десятичный счетчик 35 импульсов, блок 36 индикации (фиг.1 и 2), сдвиговый регистр 37 (фиг.4).

С::ема измерения периода нращения и контроля исправности элемен— тов планетарной системы (фиг. 1) работает следующим образом.

Г!ри вращении планетарной системы

1 вращающиеся ферромагнитные сателлиты 3 поочередно проходят н зоне действия датчика 5, изменяя суммарную индуктивность одного из плеч мостовой схемы индуктивного датчика

5. Сигнал рассогласования моста поступает н измеритель 6, где сигнал преобразонынается, из сигнала выде— ляется информационная часть, которая анализируется и измеряется. Датчик

5 и измеритель 6 вместе составляют устройство 4 для централизованного измерения скорости.

Устройство 4 имеет два режима работы: измерение периода вращения гедущего узла 2 (Б) и измерение периода вращения каждого из л.=1,,и сателлитов 3 (фиг. 1).

Частоты вращения ведущего узла и сателлитов несинхронизиронаны, частота вращения ведущего узла примерно н и раз меньше частоты вращения сателлитов.

Датчик 5 мостового типа питается переменным напряжением от генератора

7 питания датчика (фиг.2). При вращении ведущего узла сателлитон 3 сигнал рассогласования моста (фиг.За) с выхода датчика 5 поступает на вход усилителя 8 сигналов датчика, который усиливает и вместе с диодом

9 односторонне ограничивает сигнал.

Положительные полуволны сигнала попадают в два канала: канал 10 измерения периода вращения ведущего узла и канал 16 измерения периода вращения сателлита. С помощью избирательного полосового фильтра 17

1216729 и фильтра 12 нижних частот, частоты разделяются по каналам 10 и 16.

Фильтры настроены так: подавляют несущую частоту и частоты, не несущие информации, и пропускают информаци— онный сигнал с частотой f< (фиг.Зб), прямо пропорциональной частоте Я, вращения ведущего узла 2, в канал

10, а информационный сигнал с час— тотой f (фиг.Зв), прямо пропорцио— нальной частоте са, вращения

71 — 1,...,n сателлитов 3, в канал 16.

В каналах сигналы дополнительно усиливаются усилителями 11 и 18 и с помощью триггеров Шмитта 13 и 19 преобразуются в прямоугольные импульсы.

В канале 10 импульсы с частотой (фиг.Зг), номера которых соответствуют номерам поочередно контролируемых сателлитов, поступают на счетный С вЂ вх кольцевого регистра 14. Число разрядов на выходе кольцевого регистра 14 равно числу сателлитов, причем каждый разряд его также соответствует номеру одноименного сателлита. Таким образом на каждом из выходов регистра 14 формируется измерительный интервал

Т<. (фиг.3e), привязанный по номеру ! к соответствующему х-èó номеру контролируемого сателлита.

Привязка номеров разрядов кольцевого регистра 14 к одноименным сателлитам производится до измерения путем установки сателлитов планетарной системы относительно датчи— ка 5 таким образом, чтобы при вращении системы информационные сигналы, поступающие на С-вход регистра 14 от 7. — rO сатЕЛлита, вызывали псЯвление сигнала на том же х-ом номере разрядов регистра 14. Затем сигналом

"Установка", подаваемым на К-вход регистра, в регистр 14 записывается число и, равное количеству сателлитов, и одновременно этим сигналом ! счетчики 20 и 35, делители 24 и 34,,D-триггер 22, регистр 27 памяти устанавливаются в исходное состояние в ручном режиме или те же элементы, кроме регистра 27 памяти, сдвиговый регистр 37 — в автоматическом режиме.

Выходы регистра 14 соединены с первым входом соответствующих схем

И коммутатора 15, на второй вход которых в режиме измерения подается разрешающий сигнал с одноименного!

0 !

55 выхода (1+n) †разрядно регистра

27 памяти. Еаждь<й из разрядов регистра памяти запоминает информацию от соответствующего ему одноименного переключателя блока 26 переключателей.

При иключсиии одного иэ переключателей производится измерение периода вращения одноименного элемента планетарной системы (либо ведущего узла Б, либо одного из сателR(<>QB 1,...,п).

Таким образом, кольцевой регистр

14 вместе с коммутатором 15, набором ?6 переключателей и регистром

?7 памяти выполняет роль формирователя и дискриминатора выбранного для контроля номера измерительного интервала Т, . одноименного номеру (( контролируемого сателлита планетарной системы, а один из измерительных интервалов Т, используется

< в качестве измеряемого интервала

Т, при измерешш периода вращения ведущего узла Б.

В канале 16 импульсы с частотой

f. поступают на С-вход двоичного счетчика 20. Hà R — вход этого счетчика одновременно поступают разрешающие импульсы Т; (фиг.Зг) с частотой f< с выхода триггера Ш<п<тта 13. На время отсутствия импульса с выхода триггера Шмитта 13 работа счетчика 20 запрещена, что исключает инструментальную погрешность из-за срабатывания этого счетчика QT ложного сигнала, воэ<<<<кающего, например, при малейшем рассогласовании плеч моста датчика

5. Выходы счетчика 20 соединены с соответствующими входами дешифратора 21, на выходе которого эа время длительности импульса Т; (фиг.Зг) формируется изыеряемь<й интервал Т г (фиг. Зж) . Измеряемый интервал Т>, (фиг. Зж) формируется между экспериментально подбираемыми фронтами входных импульсов дешифратора 21.

Подбор фронтов определяется по максимально достоверному промежутку времени измерения периода вращения сателлитов, где исключаются различные помехи и инструментальные систематические погрешности, возникающие из-за разности амплитуд сигналов датчика. Счетчик 20 вместе с дешифратором 21 и триггером IL(b«IT» та 13 выполняет роль формирователя измерительных интервалов Т;, со1216729 ответствующих по номеру поочередно опрашиваемым сателлитам.

К началу измерения блок 26 переключателей отключен, с помощью сигнала "Установка" D-триггер 22, счет- 5 чики 20 и 35, делители 24 и 34, регистр 27 памяти приведены в исходное ггулегзое состояние, коммутатор 15, схемы И 23, 30 и 32 закрыты и измерения интервалов 1, и Т не про2 исходит, разряды кольцевого регистра привязаны к одноименным сателлитам.

Работа уст1зойства начинается по"=." включения какого-либо переключателя и блоке (наборе) 26 переключа гелей.

При контроле ведущего узла 2 (Б) нажимается переключатель Б в блоке

26 EEC peEvxEочателегг гг ггзмеряемьгй

Ef EE ер гз агi 1 ". выхода Ec o."гмy EB T opcE 1 5 поступает на первый вход схемы

И 23 и па дгп амическггй С-вход

П-григгера 22. Одновременно высокий потенциал с выхода схемы JLlIII 28

ЕЕо шипе "Пуск поступает ЕЕа информационный D-вход D — триггера 22, под— готавливагг его к переключению в состоя.иге 1". Первый измеряемый интервал T задним фронтом переключает D-òpEEããep 22 в состояние " 1" (фиг,Зк), при котором схема И 23 будет открыта. Второй такой же по ромеру измеряемый ггггтервазг Т „без искажения пройдя через схелгу И 23 (<1зггг.Зе 1р), открывает схему И 30, 35 а которую предварительно был подан разрешающий высокий потенциал с выхода Б регистра 27 памяти. Iерез отмерь;ту.о схему И 30 и схему ИПИ 33 импуггьсы этало:шой частоты с выхода 4О генератора 31 (фиг.Зз) поступают на счетный вход счетчика 35. КоличесTBQ имггульсов, прошедших kiQ счетчик 35. прямо пропорционально длительпос "и измеряемого интервала Т, 45 а значит, и периоду вращешгя ведущего узла 2. Двоична-десятичный код с выхода сч-". тчика 35 поступает в блок

36 гшдикгиггги, который индицирует период >зращешгя гзедущего узла в нуж- 50 иой размерности.

По окончании второго измерительного интервала Тг одновибратор 25 формирует импульс сброса, переводящий D-григгср 22 в состояшы "0", при котором схемы И 23 и 30 закрываются и доступ эталонной частоты в счетчик 35 прекращается, а регистр

27 памяти устанавливается в нулевое исходное состояние.

В режиме измерения вращения оцноE o из 1,...,n сателлитов отсутствие сигнала с выхода Б регистра 27 памяти запирает схему И 30 и через инвертор 29 открывает схему И 32.

При включении одного из 1,...,n переключателей на первый вход схемЫ

И 32 с вьгхода схемы И 23 поступает интервал Т„ (фиг.3е 1р), соответствующий г-.о номеру контролируемому сателлиту (или включенному переключателю). Па второй гзход схемы И 32 с выхода цешифратора 2 1 последователь Ео поступают интервалы Т

-i (фиг.Зж), соответствующие по номеру поочередно всем контролируемым сателлитам. При совпадении во времени интервалов Т, и Т,„ на входах

11 2i схемы П 32 на ее выход (фиг.Зи) проходит шп ервал Т ;, заполненный импульсами эталонной частоты от геггератора 3 I H относящийс» только к контролируемому сателлиту. Количество этих импульсов, прошедших через схему ИЛИ 33 на счетный вход счетчика 35, подсчитывается гг ггггдицируется в блоке 36 индикации. В блоке

36 иггдггкации индицируется период вращения са-å.ëë..è*òà в нужной размерности.

Делителгг 24 и 34 имеют одинаковый коэффициент деггения "р . При необходимости, в случае разброса численных значений ггериодов вращения, с помощью этих делителей производится усреднение результата измерения (суммы счетчика 35).

Коэффициент деления р" определяется экспериментально и аналитически и равен числу измерений, необходима .х для получения достоверного результата с заданной доверительной вероятностью в заданном доверительно г гштервале. При отсутствии случайной погрешности измерения пли при ггзмереггигг мгновенной абсолютной ckco рости гсоэффициент р" делителей устанавливается равным единице.

Формула из обретсиия

1. Устройство для централизованного измерения скорости вращения многошпипдельных механизмов планетарного типа„ содержащее последовательно соединенные генератор питания

1216729 датчика, датчик импульсов, первый усилитель и последовательно соединенные фильтр нижних частот и первый триггер Шмитта, а также полосовой фильтр, второй триггер Шмитта, генератор эталонной частоты, первую схему И и последовательно соединенные счетчик импульсов и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в устройство введены шина "Установка", второй и третий усилитель, кольцевой регистр, коммутатор, второй счетчик, дешифратор, D-триггер, вторая и третья схемы И, формирователь, первый и второй делители, первая и вторая схемы ИЛИ, блок переключателей, регистр памяти и инвертор, причем выход первого усилителя подключен через последовательно соединенные полосовой фильтр, третий усилитель и второй триггер Шмитта к С-входу второго счетчика, выходы, которого соединены с входаии дешифратора, к выходу первого усилителя подключен второй усилитель, выход которого соединен через фильтр нижних частот с входом первого триггера

Шмитта, выход которого подключен к

С-входу кольцевого регистра, к Rвходу второго счетчика, а к R-входу кольцевого регистра подключена шина

"Установка", выходы кольцевого регистра соединены с первыми входами коммутатора, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам регистра памяти, выход коммутатора соединен с первым входом второй

15 схемы И и с динамическим С-входом

D òðHããåðà, прямой выход которого соединен с вторым входом второй схемы И, выход которой подключен к первым входам первой и третьей схем

И, а также через последовательно соединенные первый делитель и формировательь — к R— - входу D-триггера и

R — входу регистра памяти, соответствующие входы которого подключены к соответствующим выходам блока переключателей, а выходы регистра памяти подключены к входам первой схемы

ИЛИ, выход которой соединен с

D-входом D-триггера, причем один из выходов регистра памяти подключен к второму входу первой схемы И и через инвертор к второму входу третьей схемы И, к третьим входам пер2р вой и третьей схем И подключен генератор эталонной частоты, четвертый вход третьей схемы И подключен к выходу дешифратора, а выходы первой и третьей схем И подключены через

25 последовательно соединенные вторую схему ИЛИ и второй делитель к входу первого счетчика импульсов.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я теи, что, с целью

30 автоматизации процесса измерения блок переключателей и регистр памяти выполнены в виде сдвигового регистра, кодовые выходы которого подключены к соответствующим входам коммутатора и одновременно объединены на входах первой схемы ИЛИ, вход R сдвигового регистра подключен к шине

"Установка", вход С вЂ” к выходу второй схемы И.

1216729

1216729

121б 729

Составитель Ю.Иручко

Техред О.Ващишина Корректор В. Синицкая

Редактор С.Лыжова, Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 997/55 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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