Измеритель вектора дисбаланса

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения дискретности измерений и цифровой обработки сигналов. Сигналы с датчика 1 синхроимпульсов и измерителя 7 дисбаланса поступают в аналого-цифровой преобразователь 10, который преобразует сигналы в цифровую форму и через регистр 11 посылает их в вычислитель 4. Элементы поступающего в вычислитель 4 массива формируются с дискретностью, определяемой генератором 6 импульсов. Вычисленные значения амплитуды и фазы дисбаланса поступают на вход индикатора 5. 3 ил о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК по 4 С 01 М 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3

1 Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4233250/25-28 (22) 20.04.87 (46) 23.11.88. Бюл. № 43 (72) Н.В.Василенко и А.А.Карпухин (53) 620.1.05:531.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 724953, кл. G 01 М 1/08, 1977.

Патент США ¹ 4063461, кл. G 01 М 1/22, 1977 ° (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЕКТОРА ДИСБАЛАНСА.(57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения — повышение точности за счет уве„„SU„„1439423 A1 личения дискретности измерений и цифровой обработки сигналов. Сигналы с датчика 1 синхроимпульсов и измерителя 7 дисбаланса поступают в аналого-цифровой преобразователь 10, который преобразует сигналы в цифровую форму и через регистр 11 посылает их в вычислитель 4. Элементы поступающего в вычислитель 4 массива формируются с дискретностью, определяемой генератором 6 импульсов.

Вычисленные значения амплитуды и фазы дисбаланса поступают на вход индикатора 5. 3 ил.

1439423

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

Цель изобретения — повышение точ5 ности за счет увеличения дискретности измерений и цифровой обработки сигналов.

На фиг.1 приведена функциональная схема измерителя; на фиг.2 — временная диаграмма синхронизации элементов измерителя: а — сигналы на выходе генератора синхроимпульсов, б сигналы на втором выходе вычислителя, в — сигналы на выходе инвертора, г — сигналы на выходе триггера, д— сигналы на выходе программируемого делителя, е — сигналы на выходе второй схемы И, ж — сигналы на выходе 2О измерителя дисбаланса; на фиг.3 блок-схема алгоритма вычислителя.

Измеритель содержит последовательно соединенные генератор 1 синхроимпульсов, схему И 2, соединенный счетным входом счетчик 3, вычислитель 4 и индикатор 5, генератор 6 импульсов, измеритель 7 дисбаланса, последовательно соединенные триггер

8, установочный вход которого соеди- 30 нен с выходом схемы И 2, а вход обнуления — с входом обнуления счетчика 3 и вторым выходом вычислителя 4, .вторую схему И 9, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, второй вход которого соединен с выходом измерителя 7 дисбаланса, и регистр

1 1, выход которого соединен с вторым входом вычислителя 4, блок 12 готовности, вход которого соединен с синхронизирующим входом регистра 11 и

4О соответствующим выходом ЛЦП 10 а выход " с третьим входом вычислителя 4, инвертор 13, вход которого соединен с выходом счетчика 3, а выход — с вторыми входамк схем И 2 и

9, и программируемйй делитель 14, первый вход которого соединен с выходом генератора 6 импульсов, второй с третьим выходом вычислителя 4, а выход — с третьим входом второй схемы И.

Генератор 1 синхроимпульсов может быть выполнен 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. Генератор 6 импульсов может быть выполнен по типовой схеме на базе формирователя К155АГЗ. Измеритель 7 дисбаланса может быть выполнен на базе бесконтактного индуктивного преобразователя, обеспечивающего измерение относительньгл колебаний (вибраций) объекта балансировки при его вращении в опорах, усиление сигнала вибраций и фильтрацию с целью выделения составляющей, соответствующей частоте вращения объекта. Вычислитель 4 может быть выполнен на базе микроЭВМ "Электроника-60" либо на базе любого микропроцессорного комплекта обработки данных.

Индикатор 5 представляет собой типовое устройство вывода, например, на базе светодиодной индикаторной панели или устройства печати типа электропишущей машины "Consul-256".

Цифровые элементы — первая 2 и вторая 9 схемы И, инвертор 13, триггер

8, регистр 11, блок 12 готовности, программируемый делитель 14 могут быть выполнены на базе типовых цифровых интегральных схем серий 133, 155, 161 и т.д. АЦП 10 может быть выполнен в виде АЦП К1113 ПВ1А.

Измеритель работает следующим образом.

При включении измерителя вычислитель 4 вырабатывает сигнал "Сброс" (фиг.2б), по которому счетчик 3 и триггер 8 приходят в исходное нулевое состояние. Сигнал с выхода переполнения счетчика 3 поступает на

J инвертор 13, с выхода которого сигнал единичного уровня поступает на второй вход второй схемы И 9 и на второй вход первой схемы И 2 и разрешает прохождение через последнюю илульсов с выхода генератора 1 синхроимпульсов, который вырабатывает единичные импульсы через один оборот объекта балансировки (фиг.2а).

Первый импульс с выхода генератора

1 синхроимпульсов после сигнала

"Сброс" вычислителя 4, проходя через . первую схему И 2 поступает на счет1 ный вход счетчика 3 и вход установки триггера 8. При этом сигнал единичного уровня с выхода триггера 8 поступает на первый вход второй схемы

И 9 и вместе с сигналом единичного

9423

Ч = — - 360

55 з

143 уровня, поступающим с выхода инвертора 13 на второй вход второй схемы

И 9, разрешают прохождение через нее импульсов, поступающих с генератора

6 импульсов через программируемый делитель 14 на первый вход АЦП 10.

На второй вход АЦП 10 поступает аналоговый сигнал с измерителя 7 дисбаланса для преобразования его в цифровой вид.

Оцифрованное значение сигнала дисбаланса по каждому сигналу запуска с выхода второй схемы И 9 с информационного выхода АЦП 10 поступает на информационный вход регистра

11 и записывается в него по синхронизирующему сигналу с АЦП 10. Сигнал с синхронизирующего выхода

АЦП 10 запускает блок 12 готовности, на выходе которого формируется сигнал "Готовность", и по нему информация с регистра 11 записывается вычислителем 4 во внутреннюю оперативную память. Второй импульс с выхода генератора 1 синхроимпульсов после сигнала "Сброс" вычислителя 4, проходя через первую схему И 2, вызывает переполнение счетчика 3, на выходе которого вырабатывается сигнал единичного уровня, который инвертируется, проходя через инвертор 13, и, поступая на вторые входы схем И 2 и 9, запрещают прохождение через них сигналов. Сигнал единичного уровня с выхода счетчика 3 поступает на первый вход вычислителя 4, свиде" тельствуя об окончании процесса измерения. По данному сигналу вычислитель 4 приступает к обработке информации. Во внутренней оперативной памяти последнего находитя массив данных, .соответствующих сигналу дисбаланса. При этом первый элемент массива формируется в момент, когда срабатывает генератор 1 синхроимпульсов, а все последующие элементы формируются через равные промежутки времени gt, причем величина определяется задающей частотой генератора 6 импульсов и коэффициентом деления программируемого делителя 14.

Длина массива данных, записанных в памяти вычислителя 4, является такой, что за это время вращающийся объект повернулся на один оборот.

Таким образом, вычислитель 4 подсчитывает число записанных, даннык К и расчитывает время поворота вала t

50 по формуле t = ° Л t. Далее вычислитель 4 находит максимальный элемент из записанного мэссива, который соответствует величине вектора дисбаланса, преобразует его и выводит на индикатор 5. Затем вычислитель 4 рассчитывает сколько элементов массива

М лежит между первым элементом и максимальным элементом, рассчитывает время поворота вала, соответствующее фазе t вектора дисбаланса =М. 6 t, саму фазу (вектор- дисбаланса по формуле и выводит ее значение на индикатор 5.

Затем вычислитель 4 снова вырабатывает сигнал "Сброс", после чего работа устройства повторяется, обеспечивая непрерывное измерение параметров вектора дисбаланса в реальном масштабе времени. В случае возникновения необходимости получения усредненных по нескольким циклам результатов измерения единичные измерения будут накапливаться во внутренней памяти вычислителя 4, и далее усредненное значение можно получить как среднее арифметическое по заданному количеству циклов усреднения.

Предлагаемый измеритель за счет формирования информационных слов с помощью АЦП ввода данной информации в вычислитель и ее обработки позволяет в цифровом виде измерить величину вектора дисбаланса, что повышает точность ее измерения. Точность измерения фазы вектора дисбаланса повышается за счет применения программируемого делителя и генератора электронных импульсов высокой стабильной частоты, формирования данных и их обработки. Кроме этого, использование программируемого делителя позволяет получать равнодостоверные результаты измерения для любых частот вращения балансируемых объектов.

Формула и з обретения

Измеритель вектора дисбаланса, содержащий генератор синхроимпульсов, генератор импульсов, измеритель дисбаланса и последовательно соединенные счетчик, выч1 ñëêòåëü и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен первой схемой И, первый вход

Составитель Ю.Круглов

Техред А.Кравчук Корректор В.Гирняк

Редактор А.Козориз

Заказ 6067/40

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1 которой соединен с выходом генератора синхроимпульсов, а выход — со счетным входом счетчика, последовательно соединенными триггером, установочный вход которого соединен с выходом первой схемы И, а вход обнуления — с входом обнуления счетчика и вторым выходом вычислителя, второй схемой И, аналого-цифровым преобразователем, второй вход которого соединен с выходом измерителя дисбаланса, и регистром, выход кото-. рого соединен с вторым входом вычис439423 6 лителя, блоком готовности, вход которого соединен с синхронизирующим входом регистра и соответствуняцим

5 выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход — с третьим входом вычислителя, инвертором, вход кото» рого соединен с выходом счетчика, а выход — с вторыми входами схем И, 10 и программируемым делителем, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй с третьим выходом вычислителя, а выход — с третьим входом второй схемы И.