Измерительное устройство к балансировочному станку
Изобретение относится к балансировочной технике и является усовершенствованием известного устройства по авт.свид. N 1338557. Целью изобретения является повышение точности в широком диапазоне частот за счет учета зависимости чувствительности вибропреобразователя от частоты. Импульсы с прямого и инверсного выхода дополнительного триггера 15, связанного с датчиком 4 опорного сигнала, напрямую и через формирователи 16 и 17 импульсов сброса поступают на входы счетчиков 18 и 19 импульсов, на третьи входы которых поступают сигналы с генератора 21 измерительных импульсов. Коды с выходов счетчиков 18 и 19 импульсов через мультиплексор 20 подаются в микропроцессор 11, где происходит коррекция масштаба в зависимости от частоты вращения. 2 ил.
Изобретение относится к балансировочной технике, может быть использовано в балансировочных станках и комплектах и является усовершенствованием устройства по авт.св. N 1338557. Целью изобретения является повышение точности балансировки в широком диапазоне частот за счет автоматического учета зависимости чувствительности вибропреобразователей от изменения частоты вращения ротора. На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу. Устройство содержит балансируемый ротор 1 с нанесенными равномерно по его окружности метками 2 и меткой 3 угла, первый 4 и второй 5 датчики опорного сигнала, выполненные, например, в виде фотодатчиков, первый из которых оптически связан с метками 2, а второй - с меткой 3 угла, последовательно соединенные вибропреобразователь 6, масштабирующий усилитель 7 с резистивной матрицей 8 в цепи обратной связи и блок 9 определения значения и угла дисбаланса, выполненный в виде аналого-цифрового преобразователя 10 (АЦП) и микропроцессора 11, выход которого соединен с резистивной матрицей 8, счетчик 12 с регулируемым коэффициентом пересчета, триггер 13, S-вход которого соединен с выходом второго датчика 5 и счетным входом счетчика 12, элемент 3И 14, первый вход которого соединен с выходом триггера 13, второй с R-входом последнего и выходом счетчика 12, а выход - с вторым входом АЦП 10, дополнительный триггер 15, первый вход которого соединен с установочным входом счетчика 21, а второй - с выходом первого датчика 4, третьим входом элемента 3И 14 и микропроцессором 11, первый и второй формирователи 16 и 17 импульсов сброса, входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами дополнительного триггера 15, первый и второй счетчики 18 и 19 импульсов, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами дополнительного триггера 15, а вторые - с выходами соответствующих формирователей 16 и 17, мультиплексор 20, входы которого соединены с выходами счетчиков 18 и 19 импульсов и инверсным выходом дополнительного триггера 15, а выход связан с микропроцессором 11, и генератор 21 измерительных импульсов, вход которого соединен с третьими входами первого и второго счетчиков импульсов. Устройство работает следующим образом. Вращают ротор 1, с помощью вибропреобразователя 6 преобразуют колебания ротора 1 в сигнал дисбаланса и подают его на вход масштабирующего усилителя 7. Устанавливают коэффициент передачи масштабирующего усилителя 7 с помощью поступающего на резистивную матрицу 8 из микропроцессора 11 кода, определяющего масштаб, так, чтобы лимитировался сигнал, соответствующий полной шкале АЦП 10. С входа масштабирующего усилителя 7 сигнал дисбаланса поступает на первый вход АЦП 10, а на его второй вход с выхода элемента 3И 14 приходят запускающие импульсы, которые определяют моменты отсчетов сигнала дисбаланса. Запускающие импульсы формируют следующим образом. С помощью датчика 4 вырабатывают последовательность импульсов от метки 3 угла на роторе 1 и подают их на первый вход элемента 3И 14 (фиг. 12,а). С помощью датчика 5 вырабатывают один импульс за оборот ротора от метки 3 угла (этот импульс является началом отсчета углового положения дисбаланса) и подают его на счетный вход триггера 13 (фиг. 2, б). Для исключения случайных погрешностей при определении дисбаланса оценку его параметров производят не за один, а за несколько оборотов ротора, необходимое число которых устанавливают с помощью регулируемого коэффициента пересчета. После запуска счетчика 12 по шине "Уст." (фиг. 2,в) сигнал на его выходе разрешает установку триггера 13 (фиг. 2, г) и одновременно подготавливает прохождение импульсов от меток 2 через элемент 3И 14. В момент поступления очередного импульса от метки 3 угла через датчик 5 устанавливается триггер 13 (фиг. 2,д), разрешая прохождение через элемент 3И 14, на второй вход АЦП 10 запускающих импульсов от меток 2 (фиг. 2,е). По прошествии заданного количества оборотов ротора 1 счетчик 12 и триггер 13 устанавливаются в исходное положение, запрещая прохождение запускающих импульсов через элемент 3И 14. После каждого отсчета сигнала дисбаланса его кодовый эквивалент по сигналу готовности поступает с выхода АЦП 10 в микропроцессор 11, где его анализируют и определяют параметры дисбаланса. Для реализации этого алгоритма формируют два опорных сигнала с частотой вращения ротора, сдвинутые между собой на 90о. Первый опорный сигнал формируют пропорционально значению sin 
а второй опорный сигнал - пропорционально значению cos 
где N - число меток 2 на роторе 1, n - порядковый номер меток 2 относительно метки 3 угла. Кодовые значения синусоидальной и косинусоидальной функций для указанных углов предварительно определяют и хранят в микропроцессоре 11. Там же формируют закодированный массив информации о сигнале дисбаланса и коэффициентах усиления масштабирующего усилителя 7, причем порядок следования как элементов массива, так и опорных сигналов жестко связан с порядком следования меток 2 ротора 1. Тем же импульсом начальной установки по шине "Уст." (фиг. 2, в) устанавливают дополнительный триггер 15 в начальное положение. Первым запускающим импульсом от меток 2 триггер по второму входу переводится в положение, разрешающее работу счетчика 18 импульсов, при этом по фронту разрешающего сигнала формирователем 16 импульсов сброса вырабатывается короткий импульс сброса, устанавливающий счетчик 18 импульсов по третьему входу в начальное положение, после чего начинается подсчет импульсов высокостабильного генератора 21 измерительных импульсов, поступающих на третий вход счетчика 18 импульсов. После прихода следующего запускающего импульса дополнительный триггер 15 изменяет свое состояние, работа счетчика 18 импульсов прерывается и начинается аналогичная работа счетчика 19 импульсов и формирователя 17 импульсов сброса. Число импульсов, зафиксированное счетчиком 18 импульсов в период работы счетчика 19 импульсов, может быть передано через мультиплексор 20 в память микропроцессора 11 по его команде. После прихода следующего запускающего импульса вновь начинает работу счетчик 18 импульсов, а со счетчика 19 импульсов информация может быть передана в микропроцессор 11. Сигналом для съема информации с мультиплексора 20 и передачи в микропроцессор 11 служат запускающие импульсы с датчика 4 (фиг. 2, а). До достижения ротором заданной частоты вращения при балансировке отслеживается его мгновенная частота, информация о которой снимается с мультиплексора 20. При достижении заданной частоты вращения ротора устройство переходит в режим измерения дисбаланса, причем информация о дисбалансе, поступающая с АЦП 10, синхронизируется с информацией о величине мгновенной скорости с мультиплексора 20. Поскольку импульсы запуска АЦП 10 и импульсы, разрешающие считывание информации с мультиплексора 20 синхронизированы одними и теми же импульсами от меток 2, то вначале производится считывание информации с мультиплексора, а затем по сигналу готовности - с АЦП 10. Поэтому в памяти микропроцессора 11 в дополнение к массивам информации о сигнале дисбаланса и коэффициентах усиления масштабирующего усилителя 7 формируется жестко связанный с ними массив данных о соответствующих мгновенных частотах вращения балансируемого ротора. Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключаются в повышении точности балансировки. Определение параметров дисбаланса сводится к обработке чисел (кодовых групп), отображающих дискретные уровни сигнала дисбаланса в моменты отсчета, определяемые метками 2 на роторе 1, причем наличие информации о числе измерительных импульсов (между запускающими импульсами), т. е. информации о мгновенном значении угловой скорости ротора, позволяет автоматически учесть зависимость чувствительности вибропрео- бразователей от изменения частоты вращения ротора и тем самым избежать увеличения погрешности определения дисбалансов при расширении диапазона частот.
Формула изобретения
ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ по авт. св. N 1338557, отличающееся тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне частот, оно снабжено дополнительным триггером, входы которого соединены с первым датчиком опорного сигнала и с установочным входом счетчика с регулируемым коэффициентом пересчета, первым и вторым формирователями импульсов сброса, входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами дополнительного триггера, первым и вторым счетчиками импульсов, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами дополнительного триггера, а вторые - с выходами соответствующих формирователей импульсов сброса, мультиплексором, входы которого соединены с выходами счетчиков импульсов и инверсным выходом дополнительного триггера, а выход связан с микропроцессором и генератором измерительных импульсов, выход которого соединен с третьими входами счетчиков импульсов.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002
Извещение опубликовано: 20.04.2002
