Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - расширение дианазона измерения за счет формирования оптимальной последовательности импульсов для определения фазы. Сигнал с генератора 9 импульсов через первый элемент И 11 поступает на первый счетчик 16. На второй и третий счетчики 17 и 18 поступают сигналы с генератора 10 электронных импульсов. Формирование определенных последовательностей осуществляется с помощью триггеров 5-8 и элементов И 11 -15. Вычислитель 19 по сигналам со счетчиков 16-18 определяет фазу дисбаланса и индицирует ее на цифровом индикаторе 20. Величина дисбаланса определяется измерителем 2 дисбаланса, сигнал об окончании цикла измерения задается формирователем 3 ИМПУЛЬСОВ. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИх

РЕСПУБЛИН

А3

„„80„„1404856 1>4 ". 01М1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, " 3

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ВЕКТОРА ДИСБАЛАНСА

ВРАЩАЮЩИХСЯ ТЕЛ (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения — расширение диапазона измерения за счет фор(21) 4159204/25-28 (22) 10.12.86 (46) 23.06.88. Бюл. ¹ 23 (72) Н. В. Василенко (53) 620.1.05:531.382 (088.8) (56) Патент США № 4063461, кл. G 01 М 1/22, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1308845, кл. G 01 М 1/22, 1986. мирования оптимальной последовательности импульсов для определения фазы. Сигнал с генератора 9 импульсов через первый элемент И 11 поступает на первый счетчик !6.

На второй и третий счетчики 17 и 18 поступают сигналы с генератора 10 электронных импульсов. Формирование определенных последовательностей осуществляется с помощью триггеров 5 — 8 и элементов И 11- — 15.

Вычислитель 19 по сигналам со счетчиков

16 — 18 определяет фазу дисбаланса и индицирует ее на цифровом индикаторе 20. Величина дисбаланса определяется измерителем 2 дисбаланса. сигнал об окончании цикла измерения задается формирователем 3 импульсов. 1 ил.

1404856

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано при балансировке вращающихся деталей, узлов и механизмов.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений за счет оптимального формирования последовательностей импульсов для определения dàçû дисбаланса. . На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 синхроимпульса, измеритель 2 дисбаланса, соединенные с его выходом формирователь 3 импульсов и индикатор 4, четыре триггера 5 — 8, выход первого из которых соединен с информационным входом второго, выход второго— с информационным входом третьего, а синхронизирующий вход второго — с выходом формирователя 3 импульсов, генератор 9 импульсов, генератор 10 электронных импульсов, пять элементов И 11 — 15, первый вход первого элемента И 11 соединен с первым входом второго 6 и с выходом первого 5 триггеров, второй вход первого элемента И 11— с соединенными между собой выходом генератора 9 импульсов, синхронизирующими входами третьего 7 и четвертого 8 триггеров и вторым входом пятого элемента И 15, третий вход первого элемента И 11 — с третьим входом второго элемента И 12 и инверсным выходом второго триггера 6, второй вход второго элемента И 12 — с вторым входом третьего элемента 13 и с выходом генератора 10 электронных импульсов, первые входы третьего 13 и пятого 15 элементов И вЂ” соответственно с инверсными выходами третьего

7 и второго 6 триггеров, входы четвертого элемента И 14 — с выходами генератора 1 синхроимпульса и четвертого триггера 8, а выход — с входом первого триггера 5, три счетчика 16 — 18, входы которых соединены соответственно с выходами элементов И 11—

13, а обнуляющий вход третьего счетчика 18 — с выходом пятого элемента И 15, вычислитель 19, входы которого соединены с выходами счетчиков 16 — 18 и прямым выходом третьего триггера 7, и соединенный с выходом вычислителя 19 цифровой индикатор 20.

Генератор 1 синхроимпульса может быть выполнен, например, в виде бесконтактного индуктивного измерительного преобразователя, вырабатывающего синхроимпульс при прохождении метки, нанесенной на объект балансировки, через рабочую зону датчика.

В качестве метки может быть использована канавка на периферии металлического вала объекта балансировки.

Измеритель 2 дисбаланса может быть выполнен, например, на базе бесконтактного индуктивного. преобразователя, обеспечивающего измерение относительных колебаний (вибраций) объекта балансировки при его вращении в опорах, усиление сигнала вибраций и фильтрацию с целью выделения составляющей, соответствующей частоте вращения обьекта. Формирователь 3 импульсов может быть выполнен на базе операционного усилителя типа К 140УД20 с соответствующей частотно-зависимой обратной связью, обеспечивающей устойчивое формирование сигнала. Формирователь 3 вырабатывает импульсы, когда сигнал с измерителя 2 дисбаланса максимален. Индикатор 4 может быть выполнен в виде осцил t0 лографа С 1-94. Цифровые элементы — триггеры 5 — 8, элементы И 11 — 15 и счетчики 16 — 18 соответственно могут быть выполнены на базе типовых цифровых интегральных схем серий 133, 155, 161 и т. д. Генератор 9 импульсов может быть выполнен в виде диска, механически связанного и вращающегося вместе с балансируемым телом, имеющего п отверстий для формирования импульсов с помощью фотодатчика. Генератор 10 электронных импульсов может быть выпол20 нен по типовой схеме на базе формирователя

К 155АГЗ. Вычислитель 19 может быть выполнен на базе микроЭВМ «Электроника-60» либо на базе любого микропроцессорного комплекта обработки данных. Цифровой индикатор 20 представляет собой типовое устройство вывода, например, на базе светодиодной индикаторной панели или устройства печати типа электропищущей машины

«СОДЕЯЛ -256».

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства вычислитель 19 вырабатывает сигнал «Сброс» (не показан), по которому триггеры 5 — 8 и счетчики 16 — 18 приходят в исходное нулевое состояние. При вращении объекта балансировки генератор 9 импульсов вырабатывает единичные импульсы через известный дискретный угол О поворота объекта балансировки. Первый импульс с его выхода после сигнала «Сброс» вычислителя 19 поступает на синхронизирующий вход четвертого триггера 8, к информационному входу которого

40 подключен единичный потенциал, и устанавливают его в единичное состояние. В результате сигнал единичного уровня с выхода четвертого триггера 8 поступает на второй вход четвертого элемента И 14 и разрешает

45 прохождение через него импульсов с выхода генератора 1 синхроимпульса. Поскольку третий триггер 7 в исходном состоянии обнулен, то сигнал единичного уровня с его инверсного выхода поступает на первый вход третьего элемента И 13 и разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 10 электронных импульсов на счетный вход третьего счетчика 18. Поскольку первый триггер 5 в исходном состоянии обнулен, то сигнал единичного уровня с его инверсного выхода присутствует на первом входе пятого

55 элемента И 15 и разрешает прохождение через него импульсов с выхода генератора 9 импульсов на вход обнуления третьего счетчика 18. Таким образом, третий счетчик 18

1404856 обнуляется по каждому импульсу генератора 9 импульсов.

При дальнейшем вращении объекта балансировки генератор 1 синхроимпульса вырабатывает импульс, устанавливающий первый триггер 5 в единичное состояние.

Сигнал единичного уровня при этом с его прямого выхода поступает на первые входы первого 11 и второго 12 элементов И и информационный вход второго триггера 6. В результате импульсы с выхода генератора 9 импульсов начинают поступать через первый элемент И 11 на счетный вход первого счетчика 16, а импульсы с генератора 10 электронных импульсов через второй элемент

И 12 — на счетный вход второго счетчика 17.

Сигнал нулевого уровня с инверсного выхода первого триггера 5 поступает на первый вход пятого элемента И 15 и блокирует дальнейшее поступление импульсов с выхода генератора 9 импульсов на вход обнуления третьего счетчика 18. При дальнейшем повороте объекта балансировки наступает момент, когда сигнал с выхода измерителя 2 дисбаланса достигает максимального значения.

В этот момент формирователь 3 импульсов вырабатывает единичный импульс, который поступает на синхронизирующий вход второго триггера 6 и устанавливает его в единичное состояние, поскольку на его информационном входе присутствует сигнал единичного уровня с прямого выхода первого триггера 5. В результате сигнал нулевого уровня с инверсного выхода второго триггера 6 поступает на третьи входы первого 11 и второго 12 элементов И и блокируез дальнейшее поступление импульсов на их счетные входы.

Сигнал единичного уровня с прямого выхода второго триггера 6 поступает на информационный вход третьего триггера 7.

При дальнейшем повороте объекта балансировки срабатывает генератор 9 импульсов. В результате третий триггер 7 устанавливается в единичное состояние, сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода блокирует дальнейшее поступление импульсов через третий элемент И 13 на счетный вход третьего счетчика 18, а сигнал единичного уровня с его прямого выхода поступает на четвертый вход вычислителя 19, свидетельствуя об окончании формирования операндов в счетчиках 16 в 18. По данному сигналу вычислитель 19 осуществляет последовательную выборку операндов из счетчиков

16 — 18 во внутреннюю память и расчет углового положения вектора дисбаланса относительно синхрометки согласно выражению где X1 — операнд, сформировавшийся в первом счетчике 16 и представляющий собой количество импульсов генератора 9 имп.льсов, соответствующее фазе вектора дисбаланса;

15

Эффективность предлагаемого устройства заключается в более широком диапазоне измерения. Известное устройство с большей точностью измеряет угловое положение вектора дисбаланса. Однако если величина измеряемого угла меньше, чем величина

45 дискретного угла 0 генератора 9 импульсов, и сигналы о начале (сигнал с генератора 1 синхроимпульса) и конце (сигнал с формирователя 3 импульсов) измеряемого угла находятся внутри угла 0 (т. е. между появлением импульса с генератора 1 синхроим50 пульса и импульса с формирователя 3 не появлялись импульсы с генератора 9 импульсов), то второй триггер 6 не устанавливается сигнал готовности с его выхода не формируется и, следовательно, угловое положен Ic не измеряется. В предлагаемом устройстве, в отличие от известного эквивалент време11и

«смещенной» фазы вектора дисбаланса измеряется не от первого импульса с генератора 9 импульсов после прихода импульса

Л вЂ” операнд, сформировавшийся во втором счетчике 17 и представляющий собой количество импульсов генератора 10 электронных импуль5 сов, соответствующее фазе вектора дисбаланса;

Лз — операнд, сформировавшийся в третьем счетчике 18 и представляющий собой количество импульсов генератора 10 электронных импульсов, соответствующее «смещенной» фазе вектора;I,èñáàëÿícà, т. е. фазе началом которой является первый импульс с генератора 9 импульсов, до того как генератор синхроимпульса вырабатывает импульс, а концом -- приход первого импульса с генератора 9 импульсов, после того, как сигнал с измерителя 2 дисбаланса достигнет максимального значения.

0 — известный дискретный угол поворота объекта балансировки, через который генератор 9 импульсов вырабатывает импульсы.

Результаты вычислений поступают на цифровой индикатор 20. Значения величины вектора дисбаланса регистрируются индикатором 4. На этом единичные измерения кончаются. Далее вычислитель снова вырабатывает сигнал «Сброс», после чего работа устройства повторяется, обеспечивая непрс30 рывное измерение параметров вектора дисбаланса в реальном масштабе времени. В случае возникновения необходимости получения усредненных по нескольким циклам результатов измерения единичные измерения накапливаются во внутренней памяти вы35 числителя 19, и далее усредненное значение можно получить как среднее арифметическое по заданному количеству циклов усреднения.

1404856

Формула изобретения

Составитель Ю. Круглов

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 3092 43 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, УК вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с генератора 1 синхроимпульса, а от первого импульса с генератора 9 импульсов до прихода импульса с генератора 1 синхроимпульса, что достигается путем формирования последовательности импульсов обнуления третьего счетчика. За счет этого устройство способно измерять любые величины углов вектора дисбаланса, т. е. оно обладает более широким диапазоном измерения.

Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел, содержащее генератор синхроимпульса, измеритель дисбаланса, соединенные с его выходом формирователь импульсов и индикатор, первый и второй триггеры, выход первого из которых соединен с информационным входом второго, генератор импульсов, генератор электронных импульсов, три элемента 20

И, первые входы первого и второго из которых соединены с выходом первого триггера, второй вход первого — с выходом генератора импульсов, а вторые входы второго и третье о — — с выходом генератора электронных импульсов, три счетчика, входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И, цифровой индикатор и соединенный с его входом вычислитель, входы которого соединены с выходами счетчиков, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено третьим и четвертым триггерами, синхронизирующие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, и четвертым и пятым элементами И, первые входы которых соединены соответственно с выходом генератора синхроимпульса и инверсным выходом первого триггера, вторые входы — с выходами четвертого триггера и генератора импульсов, а выходы — с входом первого триггера и обнуляющим входом третьего счетчика, прямой выход третьего триггера соединен с четвертым входом вычислителя, инверсный— с первым входом третьего элемента И, а информационный вход — с прямым выходом второго триггера, инверсный выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов И, а синхронизируюший вход — с выходом формирователя импульсов