Устройство для измерения дисбаланса

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения погрешности, вызванной неравномерностью вращения. Преобразованный в цифровую форму сигнал дисбаланса с выхода аналого-цифрового преобразователя 6 поступает в мультиплексор 17, а затем через регистр 8, запускаемый элементом 15 задержки, на первый вход вычислителя 10, где записывается в течение одного оборота. Затем после прихода следующего синхроимпульса генератор 2 через счетный триггер 13 переводит вычислитель 10 в режим обработки информации. Амплитуда дисбаланса определяется максимальным элементом записанного массива, фаза - соотношением числа отрицательных и положительных элементов массива и номером максимального элемента. Дискретность определения фазы задается генераторам 12 импульсов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.ВО. 522 59 (594 С01M1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4369973/25-28 (22) 01.02.88 (46) 15.11.89. Бюл. Ф 42 (72) M.Â. Василенко, Л.Э. Цалко и А.А. Мороз (53) 620. 1.09:531.382 (088.8) (56) Патент СЫА Ф 4063461, кл. G 01 M 1/22, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 1439423, кл. G 01 М 1/22, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИС. БАЛАНСА (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретенияповышение точности за счет уменьшения погрешности, вызванной неравномерностью вращения. Преобразованный в цифровую форму сигнал дисбаланса

2 с выхода аналого-цифрового преобразователя 6 поступает в мультиплексор 17, а затем через регистр 8, запускаемый элементом 15 задержки, на первый вход вычислителя 10, где записывается в течение одного оборота. Затем после прихода следующего синхроимпульса генератор 2 через счетный триггер 13 переводит вычислитель t0 в режим обработки информации. Амплитуда дисбаланса определяется максимальным элементом записанного массива, фаза — соотношением числа отрицательнык н положительнык элементов массива и номером максимального элемента. Дискретность определения фазы задается генератором 12 импульсов. 2 ил.

1522059

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

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения погрешности, вызванной неравномерностью вращения.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства," на фиг.2 — алгоритм работы вычислителя.

Устройство содержит измеритель 1 дисбаланса, генератор 2 синхроимпульса, последовательно соединенные генератор 3 электронных. импульсов, программируемый делитель 4, схему И 5р соединенный с ней входом запуска аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, информационный вход которо. го соединен с выходом измерителя 1 20 дисбаланса, первый триггер 7, регистр 8, блок 9 готовности, вычислитель 10 первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами регистра 8 и блока 9 готовности, а второй вход — с соответствующим входом программируемого делителя 4, индикатор 11 вход которого соединен с первым выходом .вычислителя

1., генератор 12 импульсов, выход

30 которого соединен с 8-входом первого триггера 7, счетный триггер 13, вход которого соединен с выходом генератора 2 синхроимпульса, а выход — с вторым входом схемы 5 И и третьим входом вычислителя }0 второй триггер 14, Ь-вход которого соединен с выходом первого триггера 7, эле" мент 15 задержки, вход которого соединен с С-входом второго триггера 14 и с синхронизирующим выходом АЦП 6, а выход " с R-входом первого триггера 7, С-входом регистра 8 и входом блока 9 готовности, блок 16 инверторов и мультиплексор 17, первый информационный вход которого соединен

45 с информационным выходом АЦП 6 и входом блока 16 инверторов второй информационный вход — с выходом пос" леднего, адресный вход - с выходом второго триггера 14, а выход - с 50

D-входом регистра 8.

Измеритель 1 дисбаланса может быть выполнен, например, на базе бесконтактного индуктивного преобразователя, обеспечивающего измерение относительных колебаний (вибраций) объекта балансировки при его вращении

s опорах: усиление сигнала вибраций и фильтрацию, с целью выцеления составляющей, соответствующей частоте вращения объекта. Генератор 2 синхроимпульса может быть выполнен, например, в виде бесконтактного индуктивного измерительного преобразователя, вырабатывающего синхроимпульс при прохождении метки, нанесенной на объект балансировки, через рабочую зону датчика. Генератор 3 импульсов может быть выполнен например, на базе ИМС 155 АГЗ, аналогоцифровой преобразователь 6 в виде

АЦП К1113 ПВ1А, вычислитель 10 — на базе микроЭВМ "Электроника-ЬО", либо на базе любого микропроцессорного комплекса обработки данных. Индикатор 11 представляет собой типовое устройство вывода, например, светодиодную индикаторную панель или устройство печати, типа электропишущей машины "Consul-256". Генератор 12 импульсов. может быть выполнен, например, в вице диска, механически связанного с вращающимся балансируемым телом, имеющего и отверстий для формирования импульсов с помощью фотоотдатчика. Цифровые элементы — схема

И 5, первый триггер 7, регистр 8, блок 9 готовности, счетный триггер

13, второй триггер 14 элемент 15 задержки, блок 16 инверторов и мультиплексор t7 могут быть выполнены, например, на базе типовых цифровых интегральных схем серий 133„ 155, 161 и т.д.

Устройство работает следующ м об" разом.

При включении вычислитель 10 задает коэффициент деления для программируемого делителя 4, на вход которого поступает .сигнал с генератора 3 электронных импульсов. Сигнал с выхода программируемого делителя 4 поступает на первый вход схемы И 5.

В момент прохождения метки, нанесенной на вращающееся бапансируемое тело, генератор 2 синхроимпульсов формирует первый импульс, который поступает на вход счетного триггера

13, на выходе которого формируется сигнал единичного уровня, поступающий на второй вход схемы И 5 и разрешающий поступление сигналов с выхода программируемого делителя 4 на вход запуска АЦП 6. На второй вход

АЦП 6 поступает. аналоговый сигнал с выхода измерителя 1 дисбаланса. Пос22059

V2 = O

N, + N

ЗО =4r + 4

5 15 ле преобразования сигнала с выхода измерителя 1 дисбаланса в цифровую форму АЦП 6 формирует информационный сигнал и сигнал синхронизации. Информационный сигнал поступает на первый информационный вход мультиплексора 17 и через блок 16 инвер-. торов на второй информационный вход мультиплексора 17. При формировании импульса генератором 12 импульсов на выходе первого триггера 7 формируется сигнал единичного уровня, поступающий на информационный вход второго триггера 14, сигнал с выхода которого поступает на адресный вход мультиплексора 17. Информационный выход мультиплексора 17 соединен с информационным входом регистра 8. Синхронизирующнй сигнал с выхода АЦП поступает на синхронизирующнй вход второго триггера 14 и через элемент задержки на вход блока 9 готовности, на синхронизирующий вход регистра 8 и на вход обнуления первого триггера 7. Элемент 15 задержки задерживает прохождение синхронизирующего сигнала на время, необходимое для поступления информационного сигнала на вход регистра 8. После выдачи информационного и синхронизирующего сигналов происходит новый запуск

АЦП 6. Частота запуска определяется частотой сигнала на выходе программируемого делителя 4. На выходе блока 9 готовности формируется сигнал Тотовность", который поступает на второй вход вычислителя 10, по нему информация с регистра 8 записывается во внутреннюю оперативную память вычислителя 10. В момент второго прохождения метки, нанесенной на вращающееся балансируемое тело через генератор 2 синхроимпульсов, формируется второй импульс, который поступает на вход счетного триггера 13, на выходе которого формируется сигнал нулевого уровня, который закрывает поступление сигналов с выхода схемы И 5 и посту» пает на третий вход вычислителя 10.

По этому сигналу вычислитель 10 приступает к обработке информации, находящейся во внутренней оперативной памяти. Во внутренней оперативной памяти вычислителя 10 находится массив данных, соответствующий сигналу дисбаланса. Причем первый и последний элементы массива сформированы в момент срабатывания генератора 12 импульсов, т.е, в памяти находится записанным один оборот вала. При этом отрицательные элементы данного массива свидетельствуют о том, что в данный момент времени сработал генератор 12 импульсов. Для расчета вектора дисбаланса вычислитель 10 находит максимальный элемент запи1ð санного массива (при этом отрицательные элементы инвертируются.), который соответствует амплитуде вектoра дисбаланса. Для расчета фазы вычислитель 10 определяет сколько элементов массива до найденного максимального являются отрицательными и рассчитывает угол V, по формуле:

20 где К вЂ” число отрицательных элементов до максимального, 9 — величина угла, через который генератор 12 импульсов выра25 батывает импульсы, Далее вычислитель 10 определяет операнды N< и N, и рассчитывает угол

yZ по формуле: где N< — число элементов записанного массива между максимальным элементом и первым до него отрицательным элементом, N — число элементов записанного массива между максимальным элементом и первым после него отрицательным элементом.

Далее вычислитель 10 рассчитывает фазу Ч по формуле:

45 и выводит на индикатор 1 l результаты измерения. При этом если индикатор

11 реализуется, например, в виде печатающего устройства или самописца, 5р то устройство позволяет вывести весь массив, т.е. позволяет получить распределение величины сигнала дисбаланса в угловых и временных координатах. Далее работа устройства повн торяется согласно описанному °

Таким образом, применение генератора импульсов, вырабатывающего импульсы через дискретный угол поворота вала, и дальнейшее формирование кодов величины дисбаланса, а также расчета фазы вычислителем позволяет существенно уменьшить погрешность, возникающую из-за неравномерности вращения объекта.

"Кроме того, предлагаемое устройство позволяет получить не только сам вектор дисбаланса, но и распределение величины дисбаланса в угловых и временных координатах.

Формула изобретения

Устройство для измерения дисбаланса, содержащее соединенные измеритель дисбаланса и аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные генератор электронных импульсов, программируемый делитель и схему И, выход которой соединен.с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, генератор синхроимпульса, первый триггер, регистр, блок готовности, индикатор и вычислитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами регистра и блока готовности, а первый и второй выходы - с

22059 8 входом индикатора и соответствующим входом программируемого целителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 5 с целью повышения точности, оно снабжено генератором импульсов, выход которого соединен с S-входом первого триггера, счетным триггером, вход которого соединен с выходом генератора синхроимпульса, а выход— с вторым входом схемы И и третьим входом вычислителя, вторым тригге" ром, 0-вход которого соединен с выходом первого триггера, элементом

15 задержки, вход которого соединен с

С-входом второго триггера и с синхрониэирующим выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход - с

R-входом первого триггера, С"входом

2п регистра и входом блока готовности, блоком инверторов и мультиплексором, первый информационный вход которого соединен с информационным выходом аналого-цифрового преобраэо25 вателя и входом блока инверторов, второй информацнонный вход — с выходом последнего, адресный вход " с выходом второго триггера, а выходс Э-входом регистра.