Устройство для передачи сигналов с вращающегося объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для диагностики вращающихся валов. Целью изобретения является повышение информативности устройства. Для достижения поставленной цели в устройство введены счетчик циклов, дополнительные усилители, светодиоды, фотодиоды, приемники сигналов, регистр сдвига, блок определения направления вращения, счетчик числа разрядов сдвига и измерительный преобазователь перемещений. Устройство обеспечивает возможность получения информации в параллельном цифровом коде на полном обороте шпинделя независимо от направления его вращения. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 08 С 23/00

Ий: .

Б ;; —,. „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4132460/24-24 (22) 08. 10. 86 (46) 15.02,90. Бюл. У 6 (71) Хабаровский политехнический институт (72) И,А,Иванов (53) 621.398 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

l1 1467874, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ С ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для диагнос1

Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть использовано в машиностроении для диагностики вращающихся валов, Целью изобретения является повые шение информативности устройства.

На фиг,l показано устройство, общий вид, на фиг.2 — разрез А-A H< фиг,l; на фиг,3 — блок-схема первого варианта устройства на фиг,4 " блок схема второго варианта устройства, Устройство (фиг.l) содержит полый кольцеобраэный корпус 1, крышку 2, шпиндель 3 гайку 4, подшипник 5, Блок-схема (фиг,3) содержит узел б передачи сигналов, датчики 7, аналоговый коммутатор 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, первые уси". лители 1О, первые светодиоды 11 генератор 12, счетчик 13 циклов, второй усилитель 14, второй светодиод 15, „„Я0„„1543435 A 1

2 тики вращающихся валов. Целью изобретения является повышение информативности устройства. Для достижения поставленной цели в устройство введены счетчик циклов, дополнительные усилители, светодиоды, фотодиоды, приемники сигналов, регистр сдвига, блок определения направления вращения, счетчик числа разрядов сдвига и измерительный преобразователь перемещений. Устройство обеспечивает воэ— можность получения информации в параллельном цифровом коде на полном обороте шпинделя независимо от направления его вращения. 3 з,п,ф-лы, 4 ил, блок lб питания, третий светодиод

17, узел 18 считывания информации, первые фотодиоды 19, первые приемники 20, содержащие усилитель 71 и триггер 22, регистр 23 сдвига, преобразователь 24 информации (микроЭВМ), третий приемник 25 ° фотодиод

26, узел 27 приема сигналов, четвертый приемник 28 счета секторов, фотодиод 29, узел 30 приема сигналов, счетчик 31 числа разрядов сдвига,. блок 32 определения направления перемещения, вторые приемники 33 и 34, дифференцирующие элементы 35 и 36, элемент 37 выделения сигналов направ-.

I ления перемещения, второй приемник

38, датчик 39 качала отсчета, измерительный преобразователь 40 перемещений, фотодиоды 41 - 44, Устройство работает следующим об.разом.

1543435

В процессе работы шпиндельного узла диагностические параметры регистрируются, преобразуются в параллельйый цифровой код и передаются в кор5 пус шпиндельного узла, принимаются и анализируются узлом 18 считывания информации от приемника 25 сигналов тробирования данных под управлением йриемника 28 для стробирования счета гекторов, Узел 6 передачи сигнала работает следующим образом, Диагностические параметры преобразуются диагностическими датчиками

7 в аналоговые электрические сигналы, поочередно подключаемые через аналогоAbN .коммутатор 8 к входу АЦП 9, где

Преобразуются в параллельный цифро 1ой код, каждый разряд которого уси- 20 линается сноим первым усилителем 10 тока и передается своим первым светодиодом 11, Процесс АЦП-преобразования тактируется генератором 12 непосредственно, а процесс подключения датчи- 25 кон 7 к АЦП 9 и процесс передачи цифровых кодов — через счетчик 13 иклов, на первом выходе которого

1 формируется адрес датчика 7, котоpbN подключается через коммутатор 8 3р

К АЦП 9, на втором выходе которого

Импульсы, усиливаемые вторым усилите.лем 14 тока и нереданаемые вторым светодиодом 15 как синхроимпульсы с1тробиронанных данных, Узел 18 считывания сигнала рабо35 т ает следующим образом, Передаваемые коды принимаются галерными фотодиода ж 19, причем каждый

Принимает свой разряд кода, усиливаются первыми усилителями 21 и

Преобразуются первыми триггерами 22 порога, первыми приемника.ми 20, преобразуются регистром 23 сдвига и принимаются преобразователем 24 инфорМации, где разделяются данные, отНосящиеся к различным датчикам ?, Накапливаются и анализируются. Разделение данных производится по коду, относящемуся к напряжению блоэ,а 16 питания, а вход коммутатора 8

Через который контролируется напря жение блока !б питания, используется ноак метка, относительно которой отсчитываются коды диагностических датчиков 7. Преобразование, выполняемое регистром 23 сдвига, заключается н циклическом сдвиге входного кода, поступающего с выходов первых приемников 20, влево или вправо, в зависимости от направления- вращения шпинделя, на количество разрядов, определяемое содержимым .счетчика 31 числа разрядов сдвига по состоянию датчика начала отсчета, датчика секторов и датчика частоты и направления вращения. Вместе с разрядами кодов, принимаемыми первыми фотодиодами 19 регистр 23 сдвига производит преобразование синхроимпульсов, принимае мых вторым фотодиодом 26 и далее узлом 27 приема сигнала третьего приемника 25 и преобразование состояния датчика секторов, принимаемого фотодиодом 29, и далее — узла 30 приема сигнала четвертого приемника 28 стробирования счета секторов, так как второй фотодиод 26 и фотодиод 29 расположены на одной образующей с первыми фотодиодами 19 и принимают информацию с второго и третьего светодиодов 15 и 17, расположенных на одной наружной образующей с первыми светодиодами 11. Это имеет место только тогда, когда счетчик 31 числа разрядон сдвига установлен в "ноль" и принимаемые коды проходят через регистр

23 беэ сдвига, При вращении шпинделя

3 вращается и связанный с ним кинематически стробоскопический диск 39 измерительного преобразователя 40 перемещения. В момент расположения метки начала отсчета, выполненной на стробоскопическом диске 39, между четвертым излучателем. светодиода 43 и приемником сигналов фотодиода 44, на выходе приемника 38 сигнала .появляется логический уровень, сбрасывающий счетчик 31 числа разрядов сдвига н ноль и тем самым устанавливающий количество раэрядон,. циклически сдвигаемых регистром 23, равным нулю, при этом разряды кода, передаваемые первыми светодиодами ll, принимаются первыми фотодиодами 19, которые н этом положении находятся напротив первых светодиодов ll передающих соответствующие разряды кода, и поступают н блок 24 без сдвига, при этом импульсы с второго светодиода 15 принимаются фотодиодом 26, а с третьего светодиода 17 — фотодиодом

29, принимается постоянная составляющая и изменение содержимого счетчика

31 числа разрядов сдвига не происходит. При дальнейшем повороте шпинделя 3 происходит смещение светодиодов

3435 6.

5 154

11,15 и 17 относительно фотодиодов

19, 26 и 29. В момент потери оптического контакта между третьим светодиодом 17 и фотодиодом 29 происходит изменение состояния счетчика 3! числа разрядов сдвига на единицу, причем если обозначить разряды первых светодиодов 11 по часовой стрелке (фиг,2), то при вращении шпинделя 3 по часовой стрелке произойдет циклический сдвиг содержимого регистра сдвига 23 влево, т,е, в сторону меньшего разряда, в результате фотодиод 19 будет принимать информацию о первом разряде кода, передаваемую первым светодиодом I 1, а на вход преобразователя

24 информация придет как первый разряд кода, При дальнейшем повороте шпинделя 3 информацию о первом разряде кода будет принимать фотодиод 19 и так далее, пока не сработает датчик начала отсчета, после чего процесс повторяется вновь, При изменении направления вращения шпинделя 3 изменяется сигнал с выхода блока 32 определения направления перемещения, воздействующий на счетный вход счетчика 3! числа разрядов сдвига, и

) направление сдвига регистра 23 изменяется на противоположное. Регистр 23 одновременно циклически сдвигает все разряды принимаемого кода.

Блок 32 определения направления перемещения работает следующим образом, С фотодиода 41 преобразователя

40 на вход приемника 33 поступает синусоидальный сигнал, который усиливается и преобразуется в импульсный, а с фотодиода 42 на вход приемника 34 приема .сигнала — косинусоидальный сигнал, Эти два сигнала . дифференцируются элементами 35 и 36 и поступают в элемент 37 выделения . направления перемещения, где сравни" ваются с сигналами на выходах приемников 33 и 34, Логический уровень появляется только на соответствующем выходе элемента 37 и поступает на со" ответствующий счетный вход счетчика

31 числа разрядов сдвига.

По второму варианту воздействие на стробирующий вход счетчика 31 числа разрядов сдвига формируется путем деления импульсов, снимаемых с выхода приемника 33 или 34 приема сигнала делителем 45 частоты, коэффициент деления которого определяется так, чтобы эа один полный оборот

55 шпинделя 3 на выходе делителя 45 частоты количество импульсов равнялось количеству излучателей, установленных на одной наружной образующей корпуса I, Конструкция предлагаемого устройства обеспечивает возможность получения информации в параллельном цифровом коде на полном обороте шпинделя независимо от направления его вращения, а также когда шпиндель неподвижен, и эа счет этого — човышениеоперативности и объема информации, поступающей со шпинделя, Формула изобретения

1. Устройство для передачи сигналов с вращающегося объекта, содержащее на вращающемся объекте датчики, выходы которых подключены к информационным входам аналогового коммутатора, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, генератор, выход которого подключен к входу счетчика циклов и к второму входу аналого-цифрового преобразователя, первый выход счетчика циклов соединен с управляющим входом аналогового коммутатора, первый усилитель, выход которого подключен к первому светодиоду, второй усилитель, выход которого соединен с вторым светодиодом, блок питания и измерительный преобразователь перемещения, на неподвижном объектепервый фотодиод, соединенный с входом первого приемника сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены на вращаю щемся объекте дополнительные первые усилители и первые светодиоды по числу информационных каналов и третий светодиод, соединенный с первым выходом блока питания, выходы аналогоцифрового преобразователя подключены к входам первых усилителей, выходы дополнительных первых усилителей подключены к первым дополнительным све-и тодиодам, выход счетчика циклов соединен с входом второго усилителя тока, на неподвижном объекте введены блок определения направления перемещения дополнительные первые фотодиоды и приемники сигналов, третий и четвертый фотодиоды, счетчик числа разрядов сдвига и регистр сдвига, выхопы î1543435 полнительных первых фотодиодов соединены с входами дополнит чьных первых приемников сигналов„ первый и второй выходы измерительного преобразовате ля перемещения через соответствующие вторые приемники сигналов соединены с первым и вторым входами блока определения направления перемещения, выходы которого подключены к первому и второму входам счетчика числа разрядов сдвига, третий выход измерительного преобразователя перемещения через соответствующий второй приемник сигналов соединен с третьим входом счетчика числа разрядов сдвига, выход которого подключен к первому управляющему входу регистра сдвига, четвертый вход счетчика числа разрядов сдвига являются стробирующим 20 входом устройства, информационные выЖоды регистра сдвига являются выходами устройства, выходы второго и третьего фотодиодов соединены с вхо4 дами одноименных приемников, выходы первых приемников соединены с информационными входами регистра сдвига с вторым и третьим управляющими входами-выходами третьего и четвер" того приемников.

2. Устройство по п,1, о т л и — . ч а ю щ е е с я тем, что второй выход блока питания подключен к калибровочному входу аналогового коммутатора.

3. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что управляющий выход регистра сдвига объединен со стробирующим входом устройства.

4, Устройство по и, l о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него на, неподвижном объекте введен делитель частоты, вход которого соединен с выходом одного из вторых приемников, а выход объединен со стробирующим входом устройства, !

543435

Составитель 1=; Факеев

Редактор М.Циткина Техред И; дидык Корректор B,ÃHðíÿê

Заказ 402 Тираж 436 Подписное

НБИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ироизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 103