Устройство для измерения параметров движения рулонного материала
Изобретение относится к измерительной технике. Цель - улучшение эксплуатационных характеристик и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения также и скорости при независящей от толщины измеряемого материала величине давления измерительного блока на материал. Движение измеряемого материала 27 передается измерительному ролику 1, зубцы 5 которого наводят ЭДС в магнитной считывающей головке 8. ЭДС на выходе головки 8 в период прохождения впадин 6 равна нулю. Так как зубцы 5 разных ферромагнитных дисков 3 имеют разный знак намагниченности, а площади поперечных сечений зубцов 5 различны, то наводимые в головке 8 импульсы разнополярны, различны по длительности и одинаковы по амплитуде. Импульсы поступают на вход блока 9 измерения скорости, в котором они проходят через фильтр 10 нижних частот, где помехи отфильтровывают, и поступают на распознаватель 13 направления движения. В сумматоре 11 образуется последовательность однополярных импульсов, пиковый детектор 14 формирует сигнал, пропорциональный скорости вращения ферромагнитного измерительного ролика 1, а индикатор 16 скорости фиксирует ее величину. С выхода сумматора 11 однополярные импульсы поступают через формирователь 18 импульсов, ключ 22 или 24 прямого или реверсивного счета и реверсивный счетчик 25 на индикатор длины. С выхода фильтра 10 нижних частот импульсы через детекторы 19, 20 положительной и отрицательной полярности поступают на логарифмические усилители 21 и 23, которые формируют сигналы, пропорциональные площади поступивших входных импульсов, поступающие на вторые клеммы ключей 22, 24, при этом сработает тот ключ, сигнал на управляющем входе которого относительно общей шины больше по амплитуде. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (SI) 4 С 01 В 7/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Фигг - ° юг.1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4319201/24-28 (22) 19.! 0 ° 87, (46) 15.07 ° 89. Бюл, У 26 (71) Всесоюзный научно- исследовательский институт ппеночных материалов и искусственной кожи (72) Е. В, Сова, В. Н.Стройкин и В.Н.Шалагин (53) 621. 317. 39: 53), 7) 7(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР
)) !208229, кл. G 01 В 7/02, 1984 ° (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ РУЛОННОГО MATEPHAJIA (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель — улучшение эксплуатационных характеристик и р.".сширение функциональных воэможностей за счет обеспечения измерения также и скорости при независящей от толщины измеряемого м-<териала величине давления измерительного блока на материал, Движение измеряемого материала 27 передается измерительному роÄÄSUÄÄ I 493863 А 1
2 лику 1, зубцы 5 которого наводят
ЭДС в магнитной считывающей головке 8, ЭДС на выходе головки 8 в период про- хождения впадин 6 равна нулю. Так как зубцы 5 разных ферромагнитных дисков
3 имеют разный знак намагниченности, а площади поперечных сечений зубцов 5 различны; то наводнены е в головке 8 импульсы разнополярны, различны по длительности и одинаковы по амплитуде, Импульсы поступают на вход блока 9 измерения скорости, в котором они проходят через фильтр 10 нижних частот, где поме хи отфильтровывают, и поступают на распознаватель 13 направления движения. В сумматоре 11 образуется последовательность однополярных импульсов, пиковый детектор 14 формирует сигнал, пропорциональныйй скорости вр ащения ферромагнитного измерительного ролика 1, а индикатор )6 скорости фиксирует ее величину. С выхода сумматора 11 од149 386 3 кие усилители 21 и 2
3, ко горые форо!)циональные входн(х импульвторые клеммы том сработае г упр авляющем входе о об <цей шины
3 э, и. ф-лы, 2 H-1 °
40
;1ч >ill f<. IfffffgllbCII посту11(11ог чере:1
<1>О1) миро ватель> импульсов, ключ 22 или
24 прямог() или реверcHBHoI счета и реп<.рсивный счетчик 25 на индикатор д 1«III), С в))кода фильтра 0 нижних ч I< I.o i импульсы через детекторы 19, )О 11О.I жн гель»ой и отрицательной по;)яр»ости поступают на логарифмичес11эобретение Относится к иэмеригельной технике и может быть исполь«>ваги) для Определения параметров. лн)(женин рулонного мат -риала.
1(ель 11эобрегеHHR — улучшение эксш1уатационных карактеристик и расши-. 20
paние функциональных возможностей эа сче г Обеспечения измерения также скорости при независящей от толщинь измеряемого материала величины давления измерительного блока на матери- 25 ал и измерения также и неферромагнитных м(гтериалов, ll;l фиг, 1 изображен ферромагнитный измерите.1ьный ролик; на фиг ° 2 средство нормирования давления; на фи Г. 3 — (1>ункциональная схема устройсгва, Ус)ройс гво для измерения параметров движени я рулонного материала содержи l ферромагнитный измерительный р(»гик 1, 1<1)по.чненный в ниде установленных на одной осН 2 двух ферромагнитных дисков 3 и размещенного между ними кол ьцево го магии г а 4, ориентиров анн О го полн сами к их горцовым ионеp? Hoc г)I. 1, Ободы ферромагнитных ди с к о в 3 вы пол иены в виде чер едующих сН зубцов 5 и впадин 6, а ферромагнитные 1(11ски 3 установлены (co смещением Олин ()тносите1о ролик;1 1 заполнено немагнитнь)м фрикцио11нь)м материалом 7. Зубцы 5 каждо1 < ферромагHHTHol О диска 3 нап — 50 р;)влены к друг )му ферромагнитному
t диску 3 i>(: 1 и(xafiff lfHM и б >к )и>1<п» поверхн()стями смежных ) убп (FI 5), .>(н )убцов 5 II(fð aë)iåë üfll l и(<,>; с»бои,;1 их внешние f)naepxiio(.— i Il, 13 направления движения подсоединены анод и катод соответственно детектора 19 положительной поляриости и детектора 20 отрицательной полярности, Выход детектора 19 положительной полярности соединен с входом логарифмического усилителя 21, выход которого подключен к плюсов< и клемме питания ключа 22 прямого счета, вхац которого соединен с вторым входом распознавателя 13 напр>явления движения, Выход детектора 20 отрицательной полярности соединен с входом ло гарифми че ского у силн теля 2 3, выход которого соединен с отрицательной клеммой пи гания ключа 24 ревер— сивного счета, вход которого соединен с входом распознавателя 13 напр авл ения движе ния, У пр авля ющий вход ключа 22 прямого счета и ключа 24 реверсивного счета подключен к (б1 493863 щей шине, а их отрицательная и положител ьная клеммы питания соединены между собой ° Выход ключа 22 прямого счета соединен с прямым входом а У 5 выход ключа 24 реверсивного счета соединен с реверсивным входом реверсивного счетчика 25, выход которого подключен к индика.гору 26 длины. В зоне магнитного действия ферро- lp магнитного измерительного ролика 1, соприкасающегося с поверхностью материала 27, с противоположной от него стороны измеряемого материала 27, расположено средство 28 нормирования 15 давления ферромагнитного измерительного ролика 1 на измеряемый материал 27. Средство 28 нармирования давления состоит иэ прижимного ферромагнитного ролика 29, снабженного задатчиком 2р 30 давления на материал. Зада гчик 30 давления на материал может быть выполнен, например, в виде двух скоб 3I с пазом 32, обеспечивающим возможность перемещения прижимного ферро- 25 магнитного ролика 29, размещенного в скобах 31 с помощью оси 33, Положение скоб 31 фиксируется в стойке 34 с помощью винта 35 с гайкой 36, Ось подвешена на четырех компенсационных 30 пружинах 37, навивка которых изменяется по заданному 3акону (H пример, величина усиЛия сжатия-растяжения пружин 37 прямо пропорциональна квадрату расстояния от ферромагнитного 35 измерительного ролика I до пассивного ферромагнитного ролика 29), Устройство работает следующим образом, Измеряемый материал 27 заправляет- 40 ся между ферромагнитным измерительным роликом 1 и прижимным ферромагнитным роликом 29, Путем изменения положения прижимного ферромагнитного ролика 29 с помощью эадатчика 30 дав- 45 ления, предусматривающе го, например, перемещение оси 33 в пазах 32 скоб 31 и ее фиксацию на стойке 34 с помощью винта 35 и гайки 36, величина давления подбирается таким образом, чтобы устройство для иэмерения параметров движения рулонного материала не оказывало деформирующего воздействия на измеряемый материал 27, Постоянство давления при изменении толщины 55 измеряемого материал а 27 обусловлено наличием средства 28 нормирования давления. В cJlvчае выполнения средства 28 нормирования давления в вице четырех компенсационных пружин 37, попарно-противоположно расположенных на концах оси 33, усилие сжатия-растяжения компенсационных пружин 37 компенсирует вариацию силы магнитного притяжения прижимного измерительного ролика 29 к ферромагHHTHblM дискам 3 с кольцевым магнитом 4. Компенсация происходит эа счет того, что усилие сжатия-растяжения компенсационных пружин 37 прямо пропорционально квадрату укаэанного расстояния, В случае измерения параметров движенил ферромагнитных тел необходимость в средстве 28 нормирования давления отпадает, а ферромагнитные диски 3 находятся в магнитном взаимодействии непосредственно с измеряем м объектом, Движение измеряемого материала 27 передается ферромагнитному измерительному ролику 1 и вызывает его вращение вокруг оси 2, При этом отсутствие проскальзывания ферромагнитного измерительного ролика 1 относи гельно измеряемого материала 27 гарантируется наличием магнитного зацепления между роликами или между ферромагнитным измерительным роликом 1 и поверхностью ферромагнитного измеря емо го матери ала, а также вэ аимодействием немагнитного фрикционного. материала 7 с измеряемым материалом 27, Зубцы 5, проходя через зону расположения магнитной считывающей головки 8, наводят в псследней ЗДС индукции, ЭДС на выходе магнитной считывающей головки 8 в период прохождения впадин 6 равна нулю, Вследствие того, что зубцы 5 разных фер" ромагнитных дисков имеют разный г знак намагниченности, а площадь поперечного сечения зубцов 5 одного ферромагнитного диска 3 отличается от площади поперечного сечения зубцов 5 другого ферромагнитного диска 3, наводимые в магнитной считывающей головке импульсы будут разнополярны, а положительные и отрицательные импульсы будут отличаться по длительности при практически одинаковой амплитуде, т, е, площадь разнополярных импульсов будет не одинаковой, Наведенные импульсы поступают на вход блока 9 измерения скорости, в котором они проходят через фильтр 10 нижних частот, благодаря чему сигнал помехи отфильтровывается, и поступа149 386 Э ет на первый вход распознавателя 13 направления движения, Пол<>жи гел ьные импул ьсы по ступают на пер ный вход сумматора ll, При этом на его втором 5 входе при сут ствует нулевой си гнал, поскольку ферромагнитные диски 3 -.мещены друг относительно друга на величину зубца 5, а любой зубец 5 одного ферромагнитногo диска 3 не имеет механического контакта со смежньiми зубцами 5 другого ферромагнитного диска 3 (т ° е, между соседними убцами 5 есть зазор), соседние разнополярные импульсы с магнитной считыва- 15 ющей головки 8 идут с времени м сдвигом, Отрицательный импул, инверти руется инвертором 12 и поступает на второй вход сумматора 11, Таким об<разом, на выходе сумматора 1 обра- 2р зуется последовательность однополярных (в рассматриваемом примере практической реализации положительных) импульсов. На выходе пикового детектор а 14 си гн ал про порцион ален амппи- 25 тудам импульсов, пос гупивших на его вход, Амплитуда импульсов ЭДС индукции пропорциональна скорости вращения фе рр о магнитно го из мери тел ьно го ролика 1, соответственно индикатор 30 16 скорости фиксирует ее величину, С целью расширения динамического диапазона измерения сигнал с пикового детектора 14 по цепи обратной связи через оптоэлектронную пару 11, обеспечивающую гальваническую развязку цепей > подается на обмотку магии тной считывающей головки 8, сдви гая <.e р абочую точку вниз по петле Ги< тереэиса. Таким образом, насы- 4п щения магнитной считывающей головки 8, которое может наступить при превышении скорости вращения .ферромагнитного измеригельного ролика 1 определенной величины, не нроисходит. 45 Блок 1 5 и з мер ения дли ны р аб от ает следующим образом, Однополярные импульсы по ступаю г с выхода сумматора 11 на вход блока 15 измерения длины, к которому под50 ,ключен вход формирователя 18 импупь-, сов, с выхода которого счетные лрямоугольнъte импульсы со стандартными параметрами на второй вход распознавателя 13 направления движения и на входы ключей 22, 24 прямого счета и р«версивного счета, Одновременно с 31и< р - canon« nÿрlïëå импульсы с р азли ««»<;<пят ел ьнос т ью с выхода фильтр а 1О нижних частот поступают на,первый вход распознавателя 13 направления движения, к которому подключены детектор 19 положительной полярности и детектор 20 отрицательной полярности, Импульсы с выходов детекторов поступают на входы логарифмических усилителей 21 и 23, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные площади поступивших входных импульсов, Поскольку длительность импульсов р азли чна при равной амплитуде, их площади и уровни; дете ктируем <х сигналов различной полярности неравны, При этом ключи 22 и 24 прямого и реверсивно< о счетов по питанию включены последовательно, а их управляющие входы подключены к общей шине, Слсдоватслноо, при одновременном пос гунлении соответственно на положительную клемму питания ключа 22 прямого счета положительного сигнала с выхода своего логарифмического усилителя 21 и на отрицательную клемму питания ключа 24 реверсивного счета сигналов с выхода .логарифмического усилителя 23, сработает тот ключ, сигнал на уира»ляющем входе которого относительно общей шины больше по амплитуде, Одновременность поступления импульсов на ключи обеспечивает ся тем, что по стоянные времени логарифмических усилителей 21 и 23 выбраны таким образом, что сигналы на их входах по длительности перекрываются, Соо гветст«енно счетные импульсы поступят на вход прямого или реверсивного счета реверсивного счетчика 25, Число импульсов, зарегистрированным реверсивным счетчиком 25, преобразованное в единицы длины материала, пройденного через устройство для измерения параметров рулонного материала, индуцируется индикатором 26 длины. При смене направления движения материала соответственно поменяется полярность импульса большей амплитуды и сработает тот ключ, который в прелыдущий момент времени был выключен, подав счетные импульсы на другой вход реверсивного счетчика 25, Таким образом, устройство для измерения параметров движения рулонного; материала помимо его длины способно измерять расширенный диапазон линейных и угловых скоростей с у че том рев ер сивного движения объекта 149380 3 измерений при обеспечении независя— щей .т толщины иэ 1еряемого материала величины давления измерительного блока н» материал. Ф О р м у л а и з о б р е т е н и я 1, Устройство для измерения парамс тров движения рулонного материала, содержащее блок измерения длины, включающий по следовательно соединенные распознаватель направления движения, реверси нный счетчик и индикатор длины, ферромагнитный измерительный ролик, выполненный в виде установленных н» Одной Оси двух ферpo:-.»г.ктных дисков и размещенного между ними кольце во го ма гни та, Ориентированного полюсами к торцовым поверхностям ферромагнитных дисков, последние выполнек с чередующимися зубцами и Впадинами и установлены со смещением один относитнльно другого на величину зубца, и магнитную считывающую головку, установленную В зоне магнитногО д< йствия зубцов, Впадины заполнены немагнитным фрикционным материалом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цепью улучшения эксплуатационных характеристик и р»сширения функциональных возможностей э а счет обеспечения из мерения такке и скорости движения рулонного материала, Оно снабжено средстВом нормирования величины давления ферромагнитногo измерительного р0лика па измеряемыи материал и блоком измерения скорости, Выполненным в виде послсдовагсльно соединенных оптоэлектpoHHoH пары, фильтра нижпих частот, инвертора,.сумматора, пиконого детектора и индикаторы скорости, блок измерения длины выполнен с форМИРОВafL JleM ИМПУЛЬСОВ > ВХОДОМ СОЕДИ пенным с выходом сумма rop а, р аспоз наватель направления движения — в виде последовательно соединенных детектора положи ft Jlьной полярности, первого JIo I »рифмиче скокo усилителя и ключа пря мого счета, пссз едовательно соединенных де гектор» отрицательной ilo ляр ности второ го логарифмического усилителя и ключа реверсивного счета. выход фильтра нижних частот соединеH с вторым входом с. Мматора и входами положительной и о лиц»тельной полярности, выхо", фор. рователя импульсов через ключи прямого и реверсивного счета соединен с Входами прямого и реверсивного счев га реверсивного счетчика, отрицательп:"я клемма питания 10 ключа прямого счет . соединена с положи гельной клемм.,»» питания ключа реверсивного счет, их управляющие входы предназначен> l для соединения с общей шиной, выход пи кова го дете ктора через оптоэлектронную пару соединен с одним концом Обмстки магнитной считывающей головки, второй конец которой предназначен дпя соединени;: с общей шиной, зубцы к»ждогг ферром»грб нитного диска направлены к другому ферромагнитному ди ску, оси зубцов параллельны между собой > а их внешние поверхности вписаны в цилиндрическую поверхность вращения ферромаг>п1тного 25 ролика, площади по пере чных сечений зубцов ферро ма гни тнл Х дисков р» зли чны, 2, Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что средство порми3б ров ания вели чи ны давления ферр Ома гНИТНОГО ИЭМЕрнтеЛЬНОГО рОЛИКа На Иэмеря е мой ма ге ри»л выпол не Но в вице подвижного в радиальном направлении ферромагнитного прижимного ролика, ось которого параллельна оси измерительного ролика, а пх радиусы лежат на одной прямой, и з адат чика величины давления на измеряемый материал, соединенного с О с ью прижи мно ro фер4р ромагнитного ролик; . 3 ° Устройство по и, I > о т л и ч»ю щ е е с я тем, что свободное внутреннее пространсгво ферромагнитного измерительного ролик» заполнено .неMB Гни тным фри еци Онны м матери BIO M, 4. Устройство по и, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оси зубцов рас.— положены под углом к плоскости> перпендикулярной торцовым поверхностям ферромагнитных дисков, гак, что линия контакга ферром»гннтного измеригельного ролика с измеря емым материалом пересекает внешние поверхности не менее чем двух смежных зубцов °
