Устройство для измерения дисбаланса

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Цепь изобретения - расширение функциональных возможностей за счет расширения диапазона частот. Сигнал с параметрического датчика 1 дисбаланса, соединенного с, генератором 10 перестраиваемой частоты, обрабатывается в схемах 2 и 3 выделения сигналов ортогональных проекций. Частота генератора 10 перестраиваемой частоты изменяется по сигналу с блока 9 управления, частота генератора 12 опорных напряжений синхронизируется с помоп ю датчика 11 опорного сигнала. 1 ил. V)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SUiii) Ai (5!) 4 G 01 М 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4228967/25-28 (22) 13. 04.87 (46) 30.10.88. Бюп. У 40 (71) Куйбьппевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева (72) Ф.N.Ìåäíèêoâ и В.В.Трубников !

53) 620.1.05:531.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 896438, кл. G 01 Н 1/22.

Авторское свидетельство СССР

У 1213368, кл. 6 01 М 1 22, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИСБАЛАНСА (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения — расширение Функциональных возможностей за счет расширения диапазона частот. Сигнал с параметрического датчика 1 дисбаланса, соединенного с генератором 10 перестраиваемой частоты, обрабатывается в схемах 2, и 3 выделения сигналов ортогональных проекций. Частота генератора 10 перестраиваемой частоты изменяется по сигналу с блока 9 управления, частота генератора 12 опорных напряжений синхронизируется с помощью датчика

11 опорного сигнала. 1 ил.

1434299

Изобретение относится к балансировочной темнике и может быть использовано как измерительное устройство для балансировочных станков, а также для балансировки роторов в

5 сборе в различных областях машиностроения и приборостроения.

1 Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройст- 10 ва за счет расширения частотного диапазона измерения дисбаланса.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — схема включения параметрического датчика дисба15 ланса.

Измерительное устройство содержит ! параметрический датчик 1 дисбаланса, соединенные с его выходом две схемы

2 и 3 выделения сигналов ортогональ-! ! ных проекций, выполненные каждая в виде последовательно соединенных умножителя 4 (5) сигналов и фильтра 6 (7) нижних частот, последовательно, соединенные дискриминатор 8 нулевых биений, блок 9 управления н генера тор 10 перестраиваемой частоты, выход которого соединен с входом парамет: рического датчика 1 дисбаланса, дат1 чик 11 опорного сигнала, генератор

12 опорных напряжений, вход которого

, соединен с вторым входом генератора l0 перестраиваемой частоты и выходом датчика 11 опорного сигнала, а вы ходы — с вторыми выходами соответст-! вующих умножителей 4 и 5 сигналов, 1 блок 13 индикации амплитуды и блок 14 индикации фазы, входы последних соединены между собой, с выходами фильтров 6 и 7 нижних частот и соот40 ветствующими входами дискриминатора

8 нулевых биений.

В качестве параметрического дат-!

: чика 1 дисбаланса могут быть использованы. известные датчики резистив45 ного, емкостного, трансформаторного ,и других типов.

Практическое подключение параметрического датчика дисбаланса показано на фиг.2. Первый вывод индуктивного датчика 1 дисбаланса подключен

50 к выходу операционного усилителя 15 и неинвертирующему входу операционного усилителя 16, второй вывод— к ннвертирующим.входам операционных усилителей 15 и 16 и через опорный 55 резистор 17 к общей нине. Неинвер;тирующий вход операционного усилите,ля 15 подключен к выходу генератора

10 перестраиваемой частоты, а выход операционного усилителя 16 — к первым входам умножителей 4 и 5 напряжения. Схемы умножителей 4 и 5 напряжений и блоков 13 и 14 индикации амплитуды и фазы могут быть выполнены на операционных усилителях и аналоговых умножителях.

Устройство работает следующим образом.

Начальную частоту генератора 10 перестраиваемой частоты устанавливают равной фиксированной частоте

Я генераторе 12 опорных напряжений.

При этом частота Ы, выбирается значительно (в 5-10 раз) ныне максимальной Фурье-компоненты сигнала дисбаланса. Датчик 11 опорного сигнала осуществляет синхронизацию генератора 10 перестраиваемой частоты и генератора 12 опорных напряжений.

При этом напряжение на выходах фильтров 6 и 7 нижних частот равно нулю.

Блок 9 управления вырабатывает сигнал, под воздействием которого изменяется частота генератора 10 перестраиваемой частоты. На выходе генератора 10 формируется сигнал

U = П кс созуТ, где Q — текущая частота сигнала на выходе генератора 10 перестраиваемой частоты.

Сигнал с выхода генератора 10 перестраиваемой частоты подается на вход параметрического датчика 1 дисбаланса, выходное напряжение которого имеет вид: и

П = А s n(g с+г ) Uìàкс cosset (2)

i=< где Л ° — амплитуда i-й гармоники

1 сигналя датчика дисбаланса;

Q ° — частота i-й гармоники сигнала датчика дисбаланса;

< ; — фазовый сдвиг i-й гармони-. ки сигнала датчика дисбаланса относительно импульса, вырабатываемого датчиком 11 опорного сигнала.

На выходе умножителей 4 и 5 напряжения формируются сигналы

4 Q А 81 (Й t+(f ) U « eosG}tcos(a,t;

3 ю! (Э)

Ъ г . A sly(O + ) Uма«cost)tsin t. г.

1434299

U4 =КAcosq; (4) 1) =-К А,sing, 15

U а откуда

U щ, = arctg -< †.

4 (б) В момент времени, когда разность частот(0 -и становится равной частоте Q,первой гармоники сигнала датчика дисбаланса, на выходе фильтров 6 и 7 нижних частот возникают постоянные составляющие напряжений где А, — амплитуда первой гармоники сигнала датчика дисбаланса;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, и на выходе дискриминатора 8 нулевых биений вырабатывается сигнал, под воздействием которого блок 9 управления прекращает перестройку частоты генератора 10 перестраиваемой частоты.

Сигналы (4) подаются на входы блока 13 индикации амплитуды и блока 14 индикации фазы, при этом на выходе блока 13 индикации амплитуды формируется напряжение, пропорциональное значению дисбаланса а на выходе блока 14 индикации фазы — напряжение, пропорциональное углу дисбаланса

U =-" — — = tgP

1) 5

Ф

Таким образом, в предлагаемом устройстве на входы умножителей напряжений подаются ортогональные ° сигналы фиксированной высокой частоты, формирование которых не вызы- вает больших затруднений. Это дает возможность существенно расширить частотный диапазон измерений снизу (до единиц герц), что позволяет

50 осуществлять балансировку крупногабаритных роторов при низкой частоте вращения и при наличии флуктуаций .этой частоты. Сигналы высокочастотных генераторов опорных напряжений и перестраиваемой частоты могут быть получены с малым коэффициентом нелинейных искажений, что существенно повышает точность определения значения и угла дисбаланса, особенно в условиях влияния шумов и помех, обуславливающих несинусоидальный характер сигнала с выхода датчика дисбаланса.

Формула изобретения

Устройство для измерения дисбаланса, содержащее параметрический датчик дисбаланса, соединенные с его выходом две схемы выделения сигналов ортогональных проекций, выполненные каждая в виде последовательно соединенных умножителя сигнала и фильтра нижних частот, последовательно соединенные дискриминатор нулевых биений, входы которого соединены с выходами фильтров нижних частот, и блок управления, генератор опорных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входаж1 умножителей сигнала, блок индикации амплитуды и блок индикации фазы, о т л и ч а ю щ е - . е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет расширения частотного диапазона, оно снабжено генератором перестраиваемой частоты, первый вход которого соединен с выходом блока управления, а выход — с входом параметрического датчика дисбаланса, и датчиком опорного сигнала, выход которого соединен с входом генератора опорн14К напряжений и вторым входом генератора перестраиваемой частоты, а блоки индикации фазы и амплитуды выпол- нены соответственно в виде аналогового делителя и векторного сумматора входы которых соединены с выходами фильтров нижних частот.

1434299

Составитель l0. Круглов

Редактор Е.Копча, Техред М.Xoданич . Корректор В.Романенко

Заказ 5547/44

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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