Устройство для определения вектора дисбаланса

 

Изобретение относится к балак-. сировочной технике. Целью изобретения является повышение точности за счет повышения чувствительности устройства к выделению вектора дисбаланса. Сигнал с датчика 2 вибрации проходит через синхронный детектор 3, связанный с источником 7 опорных напряжений , на указатель величины дисбаланса . Емкость счетчика 14 импуль-- сов определяет количество ступеней аппроксимации опорных напряжений. Фаза измеряемого сигнала определяется в схеме 17 измерения фазы, связанной с датчиком 6 метки и источником 7 опорных напряжений. I з.п. ф-лы. 2 ил.. I (Л со СП :п со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

513 А1 (19) (И) (51)4 G 1 ц! ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4099634/25-28 (22) 10.06.86 (46) 07.)1.87. Бюл. № 41 (71) Харьковский филиал Центрального конструкторского бюро Союзэнергоремонта (72) В.И.Цыбулько, М.Ф.Квашин, А.E.Ãîðäèåíêo и С.И.Меньшиков (53) 620.1.05:531.382(088.8) (56) Самсаев И.А.. Измерение фазы сигнала от дисбаланса при наличии помех. — Сб. Теория и практика ба- лансировочной техники./Под ред.

В.АЛ)епетильникова, М.: Машиностроение, !973, с. 44-51.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1193474, кл. G 01 M 1/22, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕКТОРА ДИСБАЛАНСА (57) Изобретение относится к балан-. сировочной технике. Целью изобретения является повышение точности за счет повышения чувствительности устройства к выделению вектора дисбалан са. Сигнал с датчика 2 вибрации проходит через синхронный детектор 3, связанный с источником 7 опорных напряжений, на указатель величины дисбаланса. Емкость счетчика 14 импульсов определяет количество ступеней аппроксимации опорных напряжений.

Фаза измеряемого сигнала определяется в схеме 17 измерения фазы, связанной с датчиком 6 метки и источником

7 опорных напряжений. I э.п. ф-лы.

2 ил.

1 13505

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для определения вектора дисбаланса ротора, например турбомашины.

Цель изобретения — повышение точности за счет повьппения чувствительности устройства к выделению вектора дисбаланса путем формирования опорных напряжений (синусного и косинусного) от метки на роторе и управления изменением коэффициента умножения частоты импульсов, формирующих опорные напряжения.

На фиг.1 представлена структур. ная схема устройства; на фиг.2— структурная схема умножителя частоты импульсов с переменным коэффициентом умножения.

Устройство для определения вектора дисбаланса ротора 1 содержит последовательно соединенные датчик 2 дисбаланса и синхронный детектор 3, выполненный в виде последовательно соединенных перемножителя 4 и интегратора 5 синфазнсй компоненты, датчик 6 метки, источник 7 опорного напряжения, выполненный в виде умножителя 8 частоты импульсов, последовательно соединенных второго перемножителя 9, вход которого соединен с выходом датчика 2 дисбаланса, и интегратора 10 квадратурной компоненты, соединенных с его выходом компарато35 ра 11, компаратора 12 плюса и компаратора 13 минуса, выходы которых сое. динены с соответствующими входами умножителя 8 частоты импульсов, счетчик 14 импульсов и соединенных с его информационным выходом формирователей 15 и 16 синусоидального и косинусоидального опорных напряжений, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и второго перемножителей 4 и 9, и схему 17 измерения фазы, выполненную в виде последовательно соединенных триггера 18, первый вход которого связан с соединенными между собой

50 выходом датчика б метки, входом умножителя 8 частоты импульсов и вторыми входами интеграторов 5 и 10 синфаэной и квадратурной компонент, а второй — с выходом перекоса счет55 чика 14 импульсов, второго счетчика

19 импульсов, второй вход которого соединен с выходом умножителя 8 частоты импульсов и входом первого счет13

I чика 14 импульссн, и индикатора 20 фазы.

Умножитель 8 частоты импульсов с переменным коэффициентом умножения может быть выполнен в виде последовательно соединенных кварцевого генератора 21, делителя 22 частоты, схемы 23 синхронизации„ выход которой представляет собой выход умнсжителя

8 частоты импульсов, и счетчика 24 умножителя, последовательно соединенных второй схемы 25 синхронизации, первый вход которой соединен с выходом делителя 22 частоты, а второй представляет собой первый вход умножителя 8 частоты импульсов, схемы 26 задержки, двоичного счетчика 27, схемы 28 памяти, второй вход которой соединен с входом схемы 26 задержки, и схемы 29 сравнения, второй вход которой соединен с выходом счетчика

24 умножителя, и управляемого делителя 30 частоты, вход которого соединен со вторым выходом делителя 22 частоты, управляющие входы — с выходами компараторсв 11-13, а выход— с вторым входом двоичного счетчика 27.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 6 метки формирует импульсы от метки, которые поступают на вход умножителя 8 частоты. На выходе умножителя 8 частоты формируется последовательность импульсов с частотой, необходимой для формирования, например методом ступенчатой аппроксимации .опорных сигналон, Эта последовательность импульсов поступает на счетчик 14 импульсон, емкость которого равна, например числу ступеней аппроксимации опорных сигналов. ИнФормационные выходы счетчика 14 импульсов упранляют формирователем 15 синусоидального и формирователем 16 косинусоидального опорных напряжений. Сформированные синусоидальные и косинусоидальные опорные напряжения с формирователей 15 и 16 соответственно поступают на соответствующий вход перемножителей 4 и 9. На другие входы перемножителей 4 и 9 с датчика

2 дисбаланса поступает сигнал вибрации ротора 1. С выходов перемножителей 4 и 9 сигналы поступают на входы интеграторов 5 и 10 синфазной и кнадратурной составляющих, на другие входы которых поступает сигнал от дат" 51 !

30,3 13 чика 6 метки. !!а выходах интеграторов 5 и 10 формируется соответственно синфазная и квадратурная компоненты сигнала дисбаланса. Сигнал квадратурной компоненты с выхода интегратора )О подается на входы компараторов

11-13 нуля, плюса и минуса, которые выдают единичные сигналы в зависимости от величины и знака квадратурной компоненты. С выходов компараторов

11-13 сигналы подаются на управляющие входы умножителя 8 частоты с переменным коэффициентом умножения. На вход умножителя 8 частоты (фиг.2) с датчика 6 метки поступает импульсный сигнал с частотой f „, который после синхронизации в схеме 25 с частотой

f через схему 26 задержки поступает на вход Сброс управляемого счетчика 27, на счетный вход которого пос- . тупают импульсы с выхода делителя 30 частоты с частотой следования f /К .

on

Накопленное в течение времени периода Т „= 1/f,„÷èñëî импульсов N с управляющего счетчика 27 поступает в виде разрядного двоичного кода на вход схемы 28 памяти и по переднему фронту сигнала с частотой f „ записывается в схеме 28 памяти. Этим же сигналом, задержанным в схеме 26 задержки, сбрасывается в ноль счетчик

27, и последний начинает вновь накапливать поступающие на его вход импульсы (измерять следующий период

Т ). Таким образом, с выхода схемы вх

2Ы памяти на вход схемы 29 сравнения поступает разрядный двоичный код числа N„ пропорциональныйдлительности периода Т,„ умножаемой частоты (Итвх = Твх f Ka) !!а вход счетчика 24 умнажителя поступают импульсы с частотой f и накапливаемое в нем число N в двоичном коде поступает на другой вход схемы

29 сравнения, на выходе которого при достижении числом И величины числа

М„„ вырабатывается сигнал логическая "1", поступающий на схему 23 синхронизации. С приходом этих импульсов на выходе схемы 23 синхронизации появляются импульсы Г,ц„, сбрасывающие счетчик 24 умножителя в начальное состояние, и последний начинает опять считать импульсы Й,„, поступающие на его вход . Каждому сбросу в ноль счетчика 24 умножителя соответствует в» дача одного импульса на умножитель 8 частоты. Частота следовалия этих импульсов t = K /Т вых ц 3 их

Таким образом, от сигналов компараторов 12 и 13, поступающих на входы делителя 30 частоты, коэффициент умножения умножителя 8 устанавливает. ся больше или меньше емкости счетчика 14 импульсов, в свою очередь определяющего число ступеней аппроксимации опорных напряжений до тех пор, пока квадратурная компонента с выхода интегратора 10 не станет равной нулю, и тогда компаратор 11 установит коэффициент умножения умножителя

8 частоты, равным емкости счетчика

l4 импульсов. В этот момент сигнал на выходе интегратора 5 синфазной компоненты максимален и пропорционален величине вектора дисбаланса.

Фаза вектора дисбаланса измеряется схемой 17 измерения фазы, на вход триггера 18 приходят сигналы с датчика 6 метки, открывающие временные ворота второго счетчика 19 импульсов с выхода триггера 18, а на другой установочный вход триггера 18 поступаот импульсы счетчика 14 импульсов.

Эа сформированный временной интервал в счетчик 19 импульсов засчитывается число импульсов с выхода умножителя

8 частоты, пропорциональное фазе вектора .дисбаланса. Это число выводится на схему 20 индикации.

Преимуществом предлагаемого устройства является повьппение чувствительности благодаря введению умножителя частоты с переменным коэффициентом умножения, а также возможность

40 осуществления гармонического анализа составляющих вибрации независимо от их соотношения с измерением величины . и фазы этих составляющих при управлении .значением коэффициента деления

45 делителя с переменным коэффициентом деления, производимым вычислительной машиной или оператором.

Кроме того, может быть Повьппена точность измерения за счет выполне50 ния устройства полностью цифровым.

Формула изобретения

1. Устройство для определения вектора дисбаланса, содержащее последовательно соединенные датчик вибрации, перемножитель и интегратор синфазной компоненты, выход которого предназначен для соединения с указаСоставитель 10.Круглов

Редактор С. Патрушева Техред Л.Олийнык Корректор Г. Решетник

Заказ 5277/41 Тираж 776 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 1 3505 телем величины дисбаланса, умножитель частоты импульсов, последовательно соединенные второй перемножитель, вход которого соединен с выходом датчика дисбаланса, и интегратор

5 квадратурной компоненты, формирователи синусоидального и косинусоидального опорных напряжений, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих перемножителей, ком.паратор и последовательно соединенные датчик метки и схему измерения фазы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности эа счет повышения чувствительности, оно снабжено счетчиком импульсов, информационный выход которого соединен с входами формирователей синусоидального и косинусоидального опорных напря- ур жений, а выход переноса — с вторым входом схемы измерения фазы, компаратором плюса и компаратором минуса, 13 б входы которых связаны с соединенными между собой входом компаратора и выходом второго перемножителя, умножитель частоты импульсов выполнен с переменным коэффициентом умножения, его первый вход соединен с выходом датчика метки и вторыми входами обоих интеграторов, второй, третий и четвертый — с выходами соответствующих компараторов, а выход — с входом счетчика импульсов и третьим входом схемы измерения фазы.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что схема измерения фазы выполнена в виде последовательно соединенных триггера, входы которого представляют собой первый и второй входы схемы измерения фазы, второго .счетчика импульсов, второй вход которого представляет собой третий вход схемы измерения фазы, и индик ат ор а ф азы.