Измерительное устройство к балансировочному станку

 

Изобретение относится к балансировочной технике, может быть использовано в балансировочных станках и автоматических линиях и обеспечивает повьшение точности определения параметров дисбаланса исключения гармоник в спектре сигнала дисбаланса ниже 11-й. Сигнал дисбаланса, поступающий с выхода вибродатчика на входы двух каналов измерения ортогональных составляющих дисбаланса, преобразуется в две ортогональные последовательности знакопеременных.импульсов с амплитудой, равной проекциям дисбаланса , после чего обрабатывается с помощью управляемых дешифратором коммутаторов, выходы которых соединены с сумматором так, что спектр сигнала на выходе сумматора, кроме основной гармоники, содержит составляющие , которые подавляются фильтром низких частот. 3 ил. ел tc го Од О 00 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1226086 (59 4 G 01 М 1/22 (1 i .) г.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ABTOPCXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ)% (21) 3847360/25-28 (22) 29.01,85 (46) 23.04.86. Бюл. N 15 (71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Октябрьской революции (72) В.К.Пажитных, Н.В.Политаев и В.A.Ìàëèãèí (53) 620. 1.05:531.382(088.8) (56) Патент США В 400446, кл. С 01 M 1/22, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 974172, кл. G 01. М 1/22, 1981.,(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ! (57) Изобретение относится к балансировочной технике, может быть использовано в балансировочных станках и автоматических линиях и обеспечивает повышение точности определения параметров дисбаланса исключения гармоник в спектре сигнала дисбаланса ниже

11-й. Сигнал дисбаланса, поступающий с выхода вибродатчика на входы двух каналов измерения ортогональных составляющих дисбаланса, преобразуется в две ортогональные последовательности знакопеременных импульсов с амплитудой, равной проекциям дисбаланса, после чего обрабатывается с помощью управляемых дешифратором коммутаторов, выходы которых соединены с сумматором так, что спектр

O сигнала на выходе сумматора, кроме Е основной гармоники, содержит составляющие, которые подавляются фильтром низких частот.. 3 ил.

1226086

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках автоматах и автоматических линиях.

Цель изобретения — повышение точности измерения параметров дисбаланса за счет исключения гармоник в спектре сигнала дисбаланса вблизи основной частоты.

На фиг. 1 представлена функцио- 1О нальная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу блоков, осуществляющих формирование ортогональных составляющих сигнала дисбаланса. на. несущей частотеМ; 15 на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу блоков устройства, формирующих импульсы управления аналоговыми:, ключами каналов измерения ортогональных составляющих дисбалан- 20 са и коммутаторов.

Числа, стоящие у начала координат каждой из диаграмм на фиг. 2 и 3, указывают номер элемента функциональной схемы, выходной сигнал которого 25 изображен. Цифра после косой черты . указывает порядковый номер выхода соответствующего элемента. На временных диаграммах 14(1) и 14(2)

/ (фиг. 2) показаны отдельно ортого- щ нальные составляющие выходного сигнала, а на диаграмме 14(3) — их векторная сумма.

Измерительное устройство к балансировочному станку содержит вибродатчик 1, два канала 2 и 3 измерения ортогональных составляющих дисбаланса, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно фазового детектора 4(5), связанного с выходом 4О вибродатчика 1, инвертора 6(7) и первого аналогового ключа 8(9), а также соединенного с ним .его выходами второго аналогового ключа 10(11), вход которого подключен к выходу фазового детектора 4(5), последовательно соединенные датчик 12 опорного сигнала и формирователь 13 ортогональных опорных сигналов, первый и второй выходы которого соединены 50 соответственно с вторыми входами фазовых детекторов 4 и 5, последовательно соединенные сумматор 14,фильтр

15 нижних частот и измеритель 16 значения дисбаланса, два коммутатора 17 5$ и 18, каждый из которых выполнен в виде трех аналоговых ключей 19(20), 21(22) и 23(24), входы которых соединены между собой и с выходами аналоговых ключей 8(9) и 10(11), а выход каждого из ключей 19-24 — с одним из шести входов сумматора 14, импульсный генератор 25, два счетчика 26 и 27 Джонсона, входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами импульсного генератора 25, первые выходы с управляющими входами аналоговых ключей 8, 10 и 9,11 а третий выход первого — с выходом синхронизации второго, и дешифратор

28, выполненный в вице трех логических элементов 29-31 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходыкоторых соединены соответственно с попарно соединенными управляющими входами аналоговых ключей 19 и 20, 21 и 22, 23 и 24, входы первого — с вторым и третьим входами счетчика

26 Джонсона, входы второго — с вторым и третьим выходами счетчика 27 Джонсона, а входы третьего — с выходами первого и второго логических элемен тов 29 и 30 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Устройство работает следующим .образом.

С выхода вибродатчика 1 сигнал дисбаланса поступает на информационные входы фазовых детекторов 4 и 5, на управляющие входы которых подаются два ортогональных опорных сигнала с частотой вращения балансируемого ротора (не показан). Опорные сигналы формируются блоком 13 формирования опорных сигналов из сигнала, снимае1 мого с датчика 12. На выходах фазовых детекторов 4 и 5 выделяются постоянные напряжения Б„и U, пропорцио нальные ортогональным составляющим вектора дисбаланса

U„=KDcos V и U„KDçäïÓ, где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

D — значение дисбаланса; ч — фазовый сдвиг между вектором дисбаланса и опорным сигналом.

На выходах инверторов 6 и 7, подключенных к фазовым детекторам 4 и 5, образуются постоянные напряжения

-U„ и .U Входы коммутаторов 17 и 18 с помощью аналоговых ключей 8 и 9, 10 и 11 подключаются либо к выходам инверторов 6 и 7, либо к их входам.

Для этого на управляющие входы ключей 8,9 и 10, 11 подаются прямоугольные сигналы (фиг. 3) частоты ) с взаимным сдвигом фаа 90 . В результате на выходы коммутаторов 17 и 18 пос226086 4 имным сдвигом фаз 120 . Частота 3: этих импульсов в 6 раз меньше частоты сигнала генератора 25. Тактирование счетчиков противофаэными сигналами и синхронизация счетчика 27 отрицательными перепадами сигнала, выделяющегося на третьем выходе счетчика 26, обеспечивает ортогональность выходных сигналов счетчиков ?6 и 27.

Спектр сигнала, поступающего с выхода сумматора 14 на фильтр 15 нижних частот содержит только некоторые иэ нечетных гармоник: 11-го, 13-го, 23-го, 25-го и т.д. порядков.

15 ля обеспечения воэможности цифрового измерения угла дисбаланса, угла позиционирования и других угловых величин, представленных сигналами несущей частотымЭ, между выходом импульсного генератора 25 и счетными входами счетчиков 26 и 27 Джонсона могут быть включены последовательно соединенные делитель на 30 и счетный триггер, при этом частота импульсного генератора 25 должна быть соответст" венно увеличена в 60 раз. Выходные импульсы генератора 25 используются как счетные с дискретностью 1 (или меньшей при соответственном увеличении коэффициента деления дополнительного деления). тупают ортогональные последовательности двухполярных прямоугольных импульсов, амплитуда которых равна соответственно напряжениям U u U

М

Каждый из трех ключей 19,21 и 23 коммутатора 17 осуществляет поочередное в соответствии с выходами дешифратора 28 (фиг. 3) подключение входного сигнала к первым трем входам сумматора 14 и в течение периода частотыоЗ, коэффициенты передачи по каждому иэ которых относятся как sin 15, sin 45, sin 75 . Аналогично работает коммутатор 18, но сигналы, управляющие его ключами, сдвинуты на 90 относительно сигналов, управляющих ключами коммутатора 17. Выходы коммутатора 17 подключены к вторым трем входам сумматора, коэффициенты передачи по каждому из которых относится как sin 75 : sin 45 : sin 15 .

В результате на выходе сумматора

14 формируется векторная сумма ортогональных составляющих, каждая из которых представляет собой квазисинусоидапьный сигнал несущейчастоты<Э,по лученный ступенчатой аппроксимацией синусоидальной функции при равномерном квантовании по времени.

Спектр сигнала, выделяющегося на выходе сумматора 14, кроме основной гармоники содержит составляющие

О = эin(12w+-1)u)t, 2,.+1

rA = 1

Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее вибродатчик, два канала измерения орта>гональных составляющих, каждый лз

45 которых выполнен в виде последовательно соединенных фазового детектора, связанного с выходом вибродатчика, инвертора и первого аналогового ключа, и соединенного с выходом

50 последнего выходом второго аналогового ключа, вход которого соединен с входом инвертора, последовательно соединенные сумматор, фильтр нижних частот н измеритель значения дисба55 ланса, датчик опорного сигнала, связанный с ним формирователь ортогональных опорных сигналов,выходыкоторого

;соединены с вторыми входамифазовых де-. где П1. — 1, 2, 3, которые подавляются фильтром 15 нижних частот. Таким образом, на выходе фильтра 15 нижних частот образуется синусоидальный сигнал с частотой ) амплитуда и фаза которого соответствуют значению и углу дисбаланса. Под(ключенный к выходу фильтра 15 нижних частот измеритель 16 значения дисбаланса регистрирует амплитуду этого сигнала.

Сигналы управления аналоговыми ключами 19 — 24 (фиг. 2) формируются. дешифратором 28 из сигналов, снимаемых с вторых и третьих выходов счетчиков 26 и 27 Джонсона. Каждый из счетчиков представляет собой трехразрядный регистр сдвига с перекрестной обратной связью. При поступлении на их счетный вход импульсов с импульсного генератора 25 на каждом из трех выходов счетчиков появляются прямоугольные импульсы типа меандр с взаОтсутствие гармоник вблизи основной частоты существенно уменьшает искажение формы сигнала на выходе

З5 фильтра нижних частот и соответствен-. но увеличивает точность измерения значения и угла дисбаланса.

Формула изобретения

1226086

5 текторов, импульсный генератор и дешифратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя коммутаторами, каждый из которых выполнен в виде первого, второго и третьего дополнительных аналоговых ключей, входы которых соединены между собой и с выходами основных аналоговых ключей соответствующего канала измерения ортогональных составляющих, а выход каждого дополнительного ключа — с одним из шести входов сумматора, первым и вторым счетчиками Джонсона, входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами импульсного генератора,, первый выход каждого — с соединенными между собой управляющими входами основных первого и второго аналоговых ключей соответствующего канала измерения ортогональных составляющих, а третий выход первого — с входом синхронизации второго счетчика Джонсона, дешифратор выполнен в виде первого, второго и третьего логических элементов ИСКЛК>ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых соединены

tO с попарно соединенными управляющими входами соответствующих дополнительных аналоговых ключей обоих коммутаторов, входы первого и второго — с вторым и третьим выходами соответст15 вующих счетчиков Джонсона, а входы третьего — с выходами первого и второго логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

1226086

2S/Z

t7/р

Составитель Ю. Круглов

Редактор А. Козориз Техред В.Кадар Корректор A- Ференц

Заказ 2112/30 Тираж 778 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4