Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел

 

Изобретение относится к балансировочной технике и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1151845. Цель дополнительного изобретения - автоматизация измерения параметров дисбаланса в широком диапазоне частот за счет цифроаналогового управления. Счетчик 8 импульсов подсчитывает число импульсов от генератора 6 импульсов в течение одного оборота балансируемого объекта, т.е. за время прихода одного импульса от генератора 1 синхроимпульса. Цифроаналоговый преобразователь 11, используя число в счетчике 8 импульсов , через широтно-импульсный модулятор 12 управляет настройкой перестраиваемого избирательного фильтра 3. Блок 13 управления обеспечивает циклограмму, работы в порядке поступления сигналов с генератора 1 синхроимпульса . 3 ил. i (Л С СП оо 4 liU i NJ Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„. SU„„1315844

А2 сю 4 С 01 М 1/22

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1151845 (21) 4006622/25-28 (22) 13.01. 86 (46) 07.06.87. Бюл. Н 21 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) В.И.Адашкевич, В.А.Рыбаков, Г.Л.Пратусевич, Ю.В.Скорынин, Н.Т.Минченя и Ю.К.Наследьппев (53) 620.1.05:531.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1151845, кл. G 01 М 1/22, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЕКТОРА ДИСБАЛАНСА ВРАЩАЮЩИХСЯ ТЕЛ (57) Изобретение относится к балансировочной технике и является усовершенствованием устройства по авт. св.

Ф 1151845. Цель дополнительного изобретения — автоматизация измерения параметров дисбаланса в широком диапазоне частот за счет цифроаналогового управления. Счетчик 8 импульсов подсчитывает число импульсов от генератора 6 импульсов в течение одного оборота балансируемого объекта, т.е. за время прихода одного импульса от генератора 1 синхроимпульса.

Цифроаналоговый преобразователь 11, используя число в счетчике 8 импульсов, через широтно-импульсный модулятор 12 управляет настройкой перестраиваемого избирательного фильтра

3. Блок 13 управления обеспечивает циклограмму, работы в порядке поступления сигналов с генератора 1 синхроимпульса. 3 ил.

1315844

Изобретение относится к балансировочной технике, может быть использовано при балансировке вращающихся деталей и узлов машин и механизмом и является усовершенствованием устройства по авт. св. 9 1151845 °

Целью изобретения является автома тизация процесса измерения параметров дисбаланса вращающихся тел в ши роком диапазоне частот вращения за счет цифроаналогового управления настройкой полосы пропускания избирательного фильтра на оборотную частоту объекта балансировки.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг ° 2 — функциональная схема перестраиваемого избирательно фильтра; на фиг.3 — функциональная схема широтно-импульсного модулятора.

Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел содержит генератор 1 синхроимпульса, измеритель 2 дисбаланса с перестраиваемым избирательным фильтром 3 (ПИФ), соединенные с выходом последнего формирователь 4 импульса и индикатор 5 значения дисбаланса, . генератор 6 импульсов, соединенные с его выходом счетными входами первый и второй счетчики 7 и 8 импульсов, соединенный с выходами последних вычислитель 9, индикатор 10 угла дисбаланса, вход которого соединен с выходом вычислителя 9, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь 11 (ПАП), информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика 8 импульсов, широтно-импульсный модулятор 12 (ШИК), выход которого соединен с управляющим входом ПИФ 3, и блок 13 управления, входы которого соединены с выходами генератора 1 синхроимпульса и формирователя 4 импульса, а выходы — с управляющими входами счетчиков 7 и 8 импульсов, вычислителя 9 входом записи IJAII 11 °

В качестве генератора 1 синхроимпульса можно использовать,„ например, бесконтактный индуктивный измерительный преобразователь, вырабатывающий синхроимпульс при прохождении отметки, нанесенной на объект балансировки (датчик метки). В качестве отметки может использоваться выступ из ферромагнитного материала, выпол2 ненный на периферии вала объекта балансировки.

Формирователь 4 импульса представляет собой устройство, обеспечиваю5 щее преобразование аналогового сигнала от измерителя 2 дисбаланса и импульсный сигнал.

ПИФ 3 представляет собой биквадратный фильтр, управляемый дискрет- ным сигналом с -модулируемой скважностью, обеспечивающий постоянную полосу пропускания во всем диапазоне перестройки по частоте, и может быть выполнен, например, в виде последоf5 вательно соединенных входного усилителя 14, первого ключа 15, первого интегратора 16, выход которого является выходом ПИФ 3, второго ключа 17 и второго интегратора 18, первого и второго резисторов 19 и 20,, первые входы которых связаны между собой и с входным усилителем 14, а вторые входы соединены с выходами соответствующих интеграторов 19 и 20, управляющие входы ключей 15 и 17 являются управляющим входом ПИФ 3.

mI 12 может быть выполнен, например, в виде преобразователя 2! напря30 жение — ток на операционном усилителе 22, транзисторе 23 и резисторе 24, соединенного с выходом преобразователя 21 напряжение — ток компаратора

25, генератора 26 импульсов дискре тизации, ключа 27, включенного параллельно емкости 28 в цепи питания транзистора 23, и триггера 29, Rвход которого соединен с выходом компаратора 25, S-вход — с выходом генератора 26 импульсов дискретизации, 40 инверсный выход — с управляющим входом ключа 27, а прямой выход является выходом ШИИ 12, входом которого является вход операционного усилителя 22.

Устройство работает следующим образом.

При включении блок 13 управления автоматически формирует команду

Сброс", т.е. команду установки в

"0" счетчиков 7 и 8 импульсов и вычислителя 9, а через заданное время автоматически или по команде извне включает режим измерения ° В режиме измерения одновременно открываются входы блока 13 управления, на которые поступают сигналы от генератора

1 синхроимпульса и формирователя 4 импульса, на вход которого поступает

1315844 сигнал от ПИФ 3 измерителя 2 дисбаланса. При поступлении на вход блока

13 управления импульса от генератора

1 синхроимпульса на управляющий вход счетчика 8 импульсов поступает коман- 5 да разрешения счета. Счетчик 8 импульсов производит подсчет импульсов, поступающих от генератора 6 импульсов. Команда разрешения счета от блока 13 управления снимается по прихо- 10 ду на его вход второго импульса от генератора 1 синхроимпульса. Таким образом, счетчик 8 импульсов заполняется в течение одного оборота объекта балансировки, а число подсчитанных 15 им импульсов определяет частоту вращения объекта балансировки. Одновременно с командой окончания счета импульсов счетчиком 8 на вход записи

ЦАП 11 от блока 13 управления посту- 20 пает команда, разрешающая запись числа из счетчика 8 импульсов в ЦАП 11 по его информационному зходу. ЦАП 11 вырабатывает на своем выходе напряже.ние, пропорциональное числу импульсов, записанных из счетчика 8 импульсов, и подает его на ШИМ 12, который преобразует его в дискретный сигнал модулированной скважности. Этот сигнал поступает на вход управления ПИФ 30

3 и осуществляет его настройку нз частоту вращения объекта балансировки. Установление режима настройки ПИФ 3 на частоту вращения происходит за два оборота объекта балансировки, 35 причем после прихода третьего с начала режима измерения импульса отметки угла по команде от блока 13 управления производится сброс (установка в "0") счетчика 8 импульсов.

При поступлении на вход блока 13 управления от генератора 1 синхроимпульса четвертого с начала режима измерения импульса на управляющие входы счетчиков 7 и 8 импульсов от бло45 ка 13 управления поступают команды разрешения счета. Импульсы от генератора 6 импульсов проходят на счетнь|е входы счетчиков 7 и 8 импульсов. Остановка счета счетчиками 7 и 8 им- 50 пульсов производится блоком 13 управления путем снятия команды разрешения с их входов управления. Причем остановка счетчика 7 импульсов производится в момент прихода сигнала на

55 вход блока 13 управления от формирователя 4 импульса. Остановка счетчика 8 импульсов производится с приходом на вход блока 13 управления следующего (пятого с начала режима измерения) импульса от генератора 1 синхроимпульса. Таким образом, счетчик

7 импульсов фиксирует в единицах времени (импульсах) угол дисбаланса относительно отметки, нанесенной на вращающийся объект балансировки, а счетчик 8 импульсов в тех же единицах времени — угол 360

Число в счетчике 7 обозначим Х„, а в счетчике 8 — Х . С выходов счет2 чиков 7 и 8 импуль ов числа Х, и Х подаются на входы вычислителя 9, который вычисляет угол дисбаланса относительно отметки в градусах по формуле

Р = ---- 360 о Х, о

2 где Х, — количество импульсов, соответствующее углу дисбаланса;

Х2 — количество импульсов, соответствующее одному обороту объекта балансировки.

Команда на начало вычисления подается на управляющий вход вычислителя

9 с выхода блока 13 управления по приходу на его вход пятого с начала режима измерения импульса от генератора 1 синхроимпульса. Результаты вычисления угла дисбаланса в градусах выдаются с выхода вычислителя 9 на вход индикатора 10 угла дисбаланса. Индикатор 5 значения дисбаланса регистрирует величшг сигнала, проходящего через ПИФ 3 измерителя 2 дисбаланса.

На этом цикл режима измерения заканчивается и мо.кет быть возобновлен автоматически после команды "Сброс", формируемой блоком !3 управления или извне, через промежуток времени, задаваемый в оборотах объекта балансировки. Общее время, затрачиваемое на настройку избирательного фильтра и измерение параметров дисбаланса, равно четырем оборотам объекта балансировки. Причем запись чисел Х„ и Х определяющих параметры дисбаланса, осуществляется в течение одного (четвертого) оборота объекта балансировки, а фильтр при этом уже находится в установившемся режиме селекции первой гармонической оборотной состав-sremeA сигнала от измерителя дисбаланса. Такой режим измерения практически исключает погрешности„ обчслов1315844

3 fop (6) где Ян ф и

Uon С

Ks Uex (3) 25 где Ц (, С

Вх (4) 35 где К

Х> геи ленные неравномерностью вращения объекта балансировки, и погрешности, связанные с неустановившимися процессами регулирования . настройки фильтра. 5

ЦАП 11 совместно с ШИМ 12, используемые для управления ПИФ 3, дают возможность получить линейную характеристику управления фильтром во всем диапазоне частот. При этом и

2 ГГ„К.Г (2) частота настройки ПИФ 13; время импульса дискретного сигнала управления с ШИМ

12; частота дискретизацииШИМ

12; начальное сопротивление це-2О пи интегрирования (фиг.3); емкость интегрирования

ШИМ 12. напряжение опорного сигнала ШИМ 12; зарядный конденсатор ШИМ; входное напряжение IIIHM 12 или выходное ЦАП ll постоянный коэффициент.

f ãåí

U =К Х =К вЂ” ---, ВХ 2 2 г пращ коэффициент преобразования ЦАП ll число импульсов в счетчике 8 импульсов 4О частота импульсов генератора 6 импульсов; частота вращения объекта балансировки.

Подставляя значение U в формулу (3), получают

Upr С

С f (5) К ° К ерае ю геи заменяют постоянные величины коэффи- циентом К3 тогда частота настройки ПИФ 3 определяется так как величина дроби является константой, то функция управления перестройкой фильтра по управляющей цепи является линейной, пропорциональной частоте вращения объекта во всем диапазоне перестройки по частоте.

Применение предлагаемого устройства для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел позволяет автоматизировать процесс измерения параметров дисбаланса вращающихся тел в широком диапазоне частот вращения.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел по авт. св. N 1151845, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации процесса измерения в широком диапазоне частот вращения, оно снабжено последовательно соединенными цифроаналоговым преобразователем, информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика импульсов, а вход записи — с четвертым выходом блока управления и широтно-импульсным модулятором, а измеритель дисбаланса имеет перестраиваемый избирательный фильтр, выход которого представляет собой выход измерителя дисбаланса, а управляющий вход соединен с выходом широтно-импульсного модулятора.

1315844

Длрабление

Фиг. z

Фмт

Составитель Ю.Круглов

Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Редактор О.Юрковецкая

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2352/44

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