Устройство для определения дисбаланса роторов

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Целью изобретения - является повышение точности и производительности и расширения диапазона частот. При вращении ротора 2 колебания измерительной рамки I вызывают модуляцию светового потока, воспринимаемого фотодиодом 6. Широтно-импульсный модулированный сигнал с выхода усилителя-ограничителя 7 обрабатьгоается в блоке 10 измерения параметров дисбаланса, включающем схемы II и 12 измерения амплитуды и фазы дисбаланса и схему синхронизации. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111

А1 (50 4 " О1 М 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ Щ(„:, „.. (21) 4067219/75-28 (22) 09.04.86 (46) 30.04.88. Бюл.Р 16 (75) А.И.Жунь и С.В.Сушков (53) 620.1.05:531.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 800753, кл. (01 M 1 /22, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 7!2709, кл. r, 01 М 1/22, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 773469, кл. G 01 М 1 /10 1 980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 011РЕДЕЛЕНИЯ ДИСБАЛАНСА РОТОРОВ (57) Изобретение относится к балансировочной технике. 11елью изобретения является повышение точности и производительности и расширения диапазона частот. 11ри вращении ротора 2 колебания измерительной рамки l вызывают модуляцию светового потока, воспринимаемого фотодиодом 6. Широтно-импульсный модулированный сигнал с выхода усилителя-ограничителя 7 обрабатывается в блоке 10 измерения параметров дисбаланса, включающем схемы 11 и

12 измерения амплитуды и фазы дисбаланса и схему синхроншзации. 4 ил.

1392413

Изобретение относится к бялансировочной технике и может быть использовано для автоматического определения параметров дисбаланса роторов при динамической балансировке.

Целью изобретения является расширение диапазона частот, повышение точности и производительности.

Ня Фиг.! приведена функциональная схема устройства, реализующего способ определения дисбаланса роторов; на фиг.2 — временные диаграммы работы . Устройства при дисбалансах D, и D причем величина D больше величины

D, а угол дисбаланса ц больше угла ц, на Фиг.3 — схема установки флаж1 1 кя относительно передатчика светового потока и фотоприемника; на фиг.4— диаграмма, поясняющая получение ШИМ- 20 сигналя на выходе фотоприемника при величинах дисбаланса D D, + Dz

Устройство содержит измерительную рамку 1 с балансируемым ротором 2, блок 3 приводя, связанный с измерительной рамкой 1, флажок 4, установленные по разные стороны последнего источник 5 света, и фотодиод 6, соединенный с ним усилитель-ограничитель 7, и последовательно соединенные датчик 8 метки, усилитель 9 и блок 10 измерения параметров дисбаланса, включающий в себя схему 11 измерения амплитуды дисбаланса, схему

12 измерения фазы дисбаланса, схему

13 синхронизации и генератор 14 опорной частоты, схема 11 измерения амплитуды дисбаланса выполнена в виде последовательно соединенных умножите- 40 лей 15 частоты на М, входы которых соединены с выходами усилителя 9 и генератора 14 опорной частоты, mразрядного счетчика 16 импульсов, постОяннОГО эяпОминяющеГО устрОЙства 45

17 (ПЗУ) и выходного регистра 18, схема 12 измерения фазы дисбаланса выполнена в виде последовательно соединенных умножителя 19 частоты на

N входы которого соединены с выходами усилителя 9 и генератора 14

50 опорной частоты, и-разрядного счетчика 20 импульсов и второго выходного регистра 21 и RS-триггера 22, R-вход которого соединен с выходом усилителя 9, а выход — с обнуляющим входом и-разрядного счетчика 20 импульсов и с входом записи второго выходного регистра 21, я схема 13 синхроннэации выполнена в виде последовательно соединенных D-триггера 23, D-вход которого соединен с его инверсным выходом, я С-вход — с выходом умножителя !5 частоты на М, второго m-разрядного счетчика 24 импульсов, регистра 25 памяти, С-вход которого соединен с выходом усилителя-ограни" чителя 7, с R-входами обоих m-разрядных счетчиков 16 и 24 импульсов и с

С-входом первого выходного регистра

18 и схемы 26 сравнения, вторая группа входов которой соединена с выходами первого m-разрядного счетчика

16 импульсов, а выход — с Б-входом

RS-триггера.

Устройство работает следующим образом.

Флажок 4 устанавливают так, чтобы он полностью перекрывал поток оси ист то;ника 5 света к фотодиоду при величине дисбаланса меньше допустимого

I а при большей величине — частично пропускал лоток (фиг.3) ° IIpM вращении ротора 2 колебания рамки 1, пропорциональные величине дисбаланса (например, D, или Р. ), сообщают колебания Флажку 4, который модулирует световой поток от источника 5 света к фотодиоду 6 таким образом, что на выходе усилителя-ограничителя появляется широтно-импульсный модулированный (ШИМ) сигнал С, или (фиг.2а), который поступает на вход установки в 0 m-разрядного счетчиIt 11 ка 16 импульсов и на вход записи выходного регистра 18 и разрешает работу m-разрядного счетчика 16 импульсов на время длительности импульса

7, . .В конце интервала a m-разрядном счетчике 16 импульсов накапливается число Х (фиг.2б), которое описывается выражением Х = Мс/Т. Значение коэффициента М умножения частоты и разряднос ть ш счетчика 16 импульсов, ПЗУ 17 и выходного регистра 18 выбирают в зависимости от требуемой точности измерений амплитуды дисбаланса D

Двойные коды с выходом ш-разрядного счетчика 16 импульсов поступают ня адресные входы ПЗУ 17, ячейки которого запрограммированы в соответствии с выражением D = А /сов н Х.

В процессе счета импульсов эа время число Х ия адресных входах ИЗУ 17 линг йно и непрерывно увеличивается, 1 3924

Импульсы с частотой следования

M/Ò с выхода умножителя 15 частоты поступают на D-триггер ?3 (делитель на два) и далее нл счетный вход mразрядного счетчика 24 импульсов, 15 на вход установки н "0" которого приходя импульсы длительностью

При этом число Y в счетчике 24 импульсов в каждый момент времени будет в два раза меньп<е (фиг.2в), чем 20 число Х в счетчике 16 импульсов. llo спаду первого импульса, пришедшего на вход записи регистра 25, код числа Y = X/? из счетчика 24 переписывается в регистр 25 памяти (фиг.2г) и поступает нл перные входы схемы 26 сравнения. Нри поступлении второго и последующих импульсон а на вторые входы схемы 26 сравнения поступает нарастающий код с выхода З0 счетчика 16 импульсов. На выходе схемы 26 соаннения появляется импульс в середине импульса (фиг,2д), т.е. через время <",/2 от фронта импульса так как в этот момент коды счетчика 16 импульсон и регистра 25 памяти совпадают, Этот импульс устанавливает RS-триггер 22 по S-входу в состояние "1" (фиг.2ж), чем разрешается работа и-разрядного счетчика 40

20 импульсов, на счетный вход которого поступают импульсы с частотой

F=Nf, где f = 1 /Т, (с - ). Значение коэффициента умножения частоты и разрядность и счетчика 20 импульсов и 4 выходного регистра 21 выбирают в зависимости от требуемой точности измерения фазы дисбаланса, например, при отсчете в градусах с погрешнос- тью +1 N = 360, n = 9 двоичных раз- 50 рядов.

При поступлении импульса опорной метки (фиг.2е) íà R-вход RS-триггера

22 он сбрасывается, код числа <1, пропорционального фазе дисбалансами, или Ц<, переписывается из счетчика

20 импульсон (фиг.23) в выходной регистр 21 а счетчик 20 импульсов обнуляется. Код на ныходе выходного

Устройство для определения дисбаланса роторон, содержлщее измерительную рамку, связанный с ней флажок, блок принодл, устанонленные по разные стороны флажка источник светл и фотодиод, соединенныи с последним усилитель-ограничитель, и последонла значит уненичинлется код m-рлзI рядного числл 13, но в вь<х«дной регистр 18 по спаду импульса о записывается последнее из текущих значений Т3, которое является результатом измерения амплитуды дисблллнсл, а

m-paзрядный счетчик 16 импульсон обнуляется (фиг.2б).

13

4 регистра 21 соответствует:глу,«< " ллнсл, Таким обрлзом, на выходе схемы 11 измерения амплитуды дисбллансл и< сп,: ду импульса <. ныраблтывается цифровой код амплитуды дисблллн<..л, л по спаду импульса опорной метки на выходе схемы 12 измерения фазы дисбаланса вырабатывается цифровой код фазы дисбаланса, Эти коды янляются результатом измерения плраметров дисбаланса.

Устройство может быть реализовано на микросхемах средней степени интегрлции, например серии К555, счетчики 16, 20 и 24 нл элементах

К555ИЕ5, регистры 18,21 и 25 — на

К555ТМН, 11ЗУ 17 — К556РТ4, К556РТ5.

К573РФ4, схема 26 сравнения

К555СП1, усилители — К140YJ17, а схема умножения частоты на Г1 илп Л может быть выполнена на следующих микросхемах: источник света — светодиод

AJ1107, фотодиод — КФ<1М. 11ри выл<о.<п<ении устройства на микросхемах указанных серий для нормальной работы устройства выход усилителя-ограничителя

7 соединяют с R-входами счетчиков lб и 24 и с С-входами регистров 18 и 25 через элемент НЕ, Использование устройства позволяет повысить точность измерения параметров дисбаланса и помехозлщииенность измерительного канала, так клк измерение дисбаланса осуществляешься с помощью широтно-импульсной модуляции, где информация о значении амплитуды дисбаланса кодируется дискретными импульслми. При этом значительно расширяется диапазон частот вращения ротора при измерении параметров дисбаланса, так как в устройстве отсутствуют частотнозависимые цепи и инерционные блоки, информация обрабатывается в цифроной форме, а это дает возможность подключить измерительное устройство к электронной вычислительной машине и существенно

IloBblcHTb производительность балансировки.

Формула из обретения

1 3924 I 3 тельно соединенные датчик метки, усилитель и блок измерения параметров дисбаланса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона частот, повышения точности и производительности, оно снабжено генератором опорной частоты, а блок измерения параметров дисбаланса выполнен в виде схемы измерения ампли- 1() ,туды, включающей в себя последовательно соединенные умножитель частоты на М, входы которого соединены с вы,ходами усилителя и генератора опорной частоты, ш-разрядный счетчик импуль- 15 сов, постоянное запоминающее устройство и выходной регистр, схемы измерения фазы, включающей в себя последовательно соединенные умножитель частоты на N, входы которого соедине- 20 ны с выходами усилителя и генератора опорной частоты, и-разрядный счетчик импульсов и второй выходной регистр и RS-триггер, R-вход которого соединен с выходом усилителя, а выход — с обнуляющим входом п-разрядного счетчика импульсов и с входом записи второго выходного регистра, и схемы синхронизации, включающей в себя последовательно соединенные Dтриггер, D-вход которого соединен с его инверсным выходом, а С-вход— с выходом умножителя частоты на М, второй m-разрядный счетчик импульсов, регистр памяти, С-вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя, с R-входами обоих m-разрядных счетчиков импульсов и с С-входом первого выходного регистра, и схему сравнения, вторая группа входов которой соединена с выходами первого шразрядного счетчика импульсов, а выход с S-входом RS-триггера.

139?413

Составитель Ю. Круглов

Редактор Л.Повхаи Техред И.Дидык Корректор Н, Король

3axaэ 1804/46 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам иэобретений и открытий

113035 Москва, М-3S Раушская наб., д. 4/5

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