Устройство для измерения неравномерности вращения
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров движения. Целью изобретения является повышение точности измерения неравномерности вращения за счет формирования сигнала, пропорционального разности мгновенного и среднего значений скорости вращения. По сигналам датчика 1 импульсов и формирователя 2 одновибратор 3 формирует на входе фильтра нижних частот (ФНЧ) 4 импульсы постоянной амплитуды с частотой, пропорциональной мгновенной скорости вращения. Скважность формируемых импульсов поддерживается постоянной блоком 9 подстройки скважности по сигналам блока 8 сравнения и задатчика 7 скважности, формируемым из напряжения на выходе ФНЧ 4. При этом на выходе ФНЧ 4 формируется напряжение, соответствующее мгновенной скорости вращения. На выходе ФНЧ 12 из сигналов одновибратора 11, связанного с блоком 9 подстройки скважности и управляемым генератором 10 импульсов, формируется напряжение, соответствующее средней частоте вращения. Разность напряжений с выходов ФНЧ 4 и ФНЧ 12, формируемая дифференциальным усилителем 5, поступает на регистратор 6. 1 ил. сл с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) 4470430/10 (22) 01,08.88 (46) 30.06.91,Бюль 24 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.И.Шафранский, M.M.ÎëåUjêeeè÷ и В. В, Романов (53) 531.768(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 494697, кл. G 01 P 15/00, 1974, Авторское свидетельство СССР ЛЬ. 463910, кл, G 01 P 15/00, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров движения. Целью изобретения является повышение точности измерения неравномерности вращения эа счет формирования сигнала, пропорционального разности мгновенного и среднего значений скоростм вращения. По сигналам Изобретение относится к измерению параметров движения. Цель изобретения — повышение точности измерения неравномерности вращения, На чертеже приведена функциональная схема устройства, Устройство состоит иэ датчика 1 импульсов, формирователя 2 импульсов, первого одновибратора 3, первого фильтра 4 нижних частот, дифференциального усилителя 5, регистратора 6, эадатчика 7 скважности, блока 8 сравнения. блока 9 подстройки скважности, генератора 10 импульсов, второго одновибратора 11, второго фильтра 12 нижних частот. „„Я „, 1659870 А1 датчика 1 импульсов и формирователя 2 одновибратор 3 формирует на входе фильтра нижних частот (ФНЧ) 4 импульсы постоянной амплитуды с частотой, пропорциональной мгновенной скорости вращения. Скважность формируемых импульсов поддерживается постоянной блоком 9 подстройки скважности по сигналам блока 8 сравнения и задатчика 7 скважности, формируемым из напряжения на выходе ФНЧ 4, При этом на выходе ФНЧ 4 формируется . напряжение, соответствующее мгновенной скорости вращения, На выходе ФНЧ 12 иэ сигналов одновибратора 11. связанного с блоком 9 подстройки скважности и уп равляемым генератором 10 импульсов, формируется напряжение, соответствующее средней частоте вращения, Разность напряжений с выходов ФНЧ 4 и ФНЧ 12, формируемая дифференциальным усилителем 5, поступает на регистратор 6. 1 ил. Датчик 1 импульсов создает последовательность импульсов, мгновенная частота которых определяется мгновенной частотой вращения, Формирователь 2 импульсов преобразует импульсы датчика 1 в импульсы с крутым фронтом, Одновибраторы 3 и 11 создают на выходе однополярные импульсы, мгновенная частота которых равна мгновенной частоте поступающих на их первый вход импульсов, а длительность этих импульсов пропорциональна их средней частоте, что достигается благодаря воздействию на их вторые входы напряжения блока 9 подстройки скважности. 1659870 Фильтры 4 и 12 нижних частот пропускают медленно меняющуюся постоянную составляющую напряжения одновибраторов 3 и 11 и подавляют их высокочастотную переменную составляющую. Выходное на- 5 пряжение этих фильтров подается на входы . :дифференциального усилителя 5, который усиливает разность напряжений фильтров 4 и 12, регистрируемую регистратором 6. Генератор 10 импул ьсов генерирует им- 10 пульсы с крутым фронтом и с одинаковым периодом между импульсами, который зависит от напряжения, подаваемого с выхода фильтра 4 нижних частот. Устройство работает следующим абра- 15 эом. За один оборот вала датчик 1 дает Z импульсов, и частота каждого!-го импульса — мгновенная частота (где l = 1-Z) ft = = Zni (п -мгновенная частота враще- 20 ния), а средняя частота этих импульсов за одни оборот f=Zn(n — средняя частота вращения), Такую же частоту будут иметь и однополярные импульсы амплитудой Uu на выходе одновибрэтора 3, но длитель- 25 ность этих импульсов с для всех Z импульсов одинакова. Каждый i-й импульс содержит постоянную составляющую Ul u высококачественные составляющие, которые подавляются фильтром 4 нижних час- 30 тот. Если амплитуда импульсов Uu, то Uu
Ui Т Жuu(и=zrlluuт0 ° Т где Т вЂ” период 1-го импульса. Следовательно, на выходе фильтра 4 по- 35 является постоянное напряжение, величина которого в каждый момент времени пропорциональна мгновенной частоте вращения. Так как площадь каждого импульса Uutu, а в одном обороте (периоде T) таких им пуль- 40 сов Z, среднее напряжение за один оборот ZUu uu1 0 = — 7 f Uu tu=zA Uulu т,е. пропорционально средней частоте импульсов, следовательно, и средней частоте вращения. Для исключения влияния колебаний выходного напряжения фильтра 4 в связи с колебанием мгновенной частоты вращения на длительность импульсов одновибраторов 3 и 11 блок 9 подстройки скважности имеет большую постоянную времени. Поэтому длительность импульсов одновибраторов определяется только средним напряжением фильтра 4, Канал, состоящий из генератора 10 импульсов, одновибратора 11 и фильтра 12 нижних частот, работает аналогично рассмотренному выше, но частота импульсов генератора 10 пропорциональна среднему напряжению фильтра 4, что достигается за счет большой постоянной времени этого генератора. В связи с этим напряжение на выходе фильтра 12 пропорционально средней частоте вращения. На один вход дифференциального усилителя 5 поступает напряжение с выхода фильтра 4, пропорциональное мгновенной частоте вращения, а на другой — напряжение с выхода фильтра 12, пропорциональное средней частоте вращения. Усиленная разность этих напряжений регистрируется регистратором 6. . Таким образом, в устройстве измеряется разность между средней и мгновенной частотами вращения. При этом увеличивается точность измерения колебаний мгновенной частоты вращения. Формула изобретения Устройство для измерения неравномерности вращения, содержащее датчик импульсов с формирователем импульсов, соединенным с первым входом одновибратора, второй вход которого подключен к выходу блока подстройки скважности, а выход — к входу фильтра нижних частот, первый выход которого подключен к входу усилителя, выход которого соединен с регистратором, при этом второй выход фильтра нижних частот соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к входу блока подстройки скважности, а второй вход — к выходу задатчика скважности импульса, о тл и ч а ю ще еся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены генератор импульсов, вход которого соединен с вторым выходом фильтра нижних частот, второй одновибратор, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход — с выходом блока подстройки скважности, второй фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом второго одновибратора, при этом усилитель выполнен дифференциальным, а его второй вход подключен к выходу второго фильтра нижних частот. Составитель А. Альшаев Редактор Л, Веселовская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска Заказ 1840 Тираж 352 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
