Измеритель крутильных колебаний
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в2машиностроении при исследовании валов механизмов и машин. Цель изобретения - расширение динамического диапазона за счет управления верхней частотой среза полосового фильтра сигналом, пропорциональным постоянной (медленно меняющейся) составляющей частоты вращения. Сигнал с выхода преобразователя 1 несущей частоты через усилители-формирователи 2 и 6 поступают на входы первого и второго формирователей 3 и 7 импульсов постоянной площади, а затем на входы полосового фильтра 4 и фильтра 8 нижних частот. С выхода последнего сигнал через согласующий усилитель 9 поступает на управляющий вход полосового фильтра 4, изменяй его полосу пропускани"я в зависимости от частоты вращения. 1 ил.(Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 Н 11/00
i (Д
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ (21) 4783355/28 (22) 16.01.90 (46) 23.02.92, Бюл, N - 7 (71) Харьковское конструкторское бюро по двигателестроению Производственного объединения "Завод им.Малышева" (72) B.Ã.Êîíäðàòåíêo и П.Т.Бондаренко (53) 620,178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N1246010,,кл. G 01 P 15/00, 1986.
Патент Японии М 62 — 59766, кл. G 01 Н 1/10, 1987.
Патент Англии N 1354675, кл. G 01 Н 11/00, 1971. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в
„„. Ы„„1714382 А1 машиностроении при исследовании валов механизмов и машин. Цель изобретения— расширение динамического диапазона за счет управления верхней частотой среза полосового фильтра сигналом, пропорциональным постоянной (медленно меняющейся) составляющей частоты вращения. Сигнал с выхода преобразователя 1 несущей частоты через усилители-формирователи 2 и 6 поступают на входы первого и второго формирователей 3 и 7 импульсов постоянной площади, а затем на входы полосового фильтра 4 и фильтра 8 нижних частот. С выхода последнего сигнал через согласующий усилитель 9 поступает на управляющий вход полосового фильтра 4, изменяя его полосу пропускания в зависимости от частоты вращения. 1 ил.
1714382
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении и в других отраслях при исследовании валов.
Известно устройство для измерения не- 5 равномерности вращения вала, содержащее оптический преобразователь частоты вращения, усилитель-формирователь и дискриминатор, выделяющий сигнал, пропорциональный неравномерности вращения 10 вала.
Известно устройство для измерения
/„ крутильных колебаний тела вращения, содержащее триггер, счетчик, операционный блок, генератор импульсов вращения с зуб- 15 чатым колесом и магнитными датчиками, установленными по дуге окружности.
Недостатками известных устройств являются сложность установки преобразователей несущей частоты на исследуемый 20 обьект и ограниченный динамический диапазон измерения по частоте вращения, Наиболее близким к предлагаемому является измеритель крутильных колебаний, содержащий преобразователь несущей час- 25 тоты вращения, усилитель-формирователь импульсов постоянной площади, полосовой фильтр и интегратор, позволяющий .получить сигнал, пропорциональный измене- нию частоты вращения и угла поворота. 30
Недостатком известного измерителя является ограниченный динамический диапазбн измерения крутильных колебаний по несущей частоте вращения, обусловленный фиксированным значением верхней часто- 35 ты среза полосового фильтра.
Цель изобретения — расширение динамического диапазона.
Указанная цель достигается тем, что в схему дополнительно введены последова- 40 тельно соединенные второй усилитель-формирователь, второй формирователь импульсов постоянной площади, фильтр нижних частот и согласующий усилитель, причем вход второго усилителя-формирова- 45 теля подключен к выходу преобразователя несущей частоты, а выход согласующего усилителя — к управляющему входу полосового фильтра, который выполнен с перестраиваемой верхней частотой среза, 50
На чертеже изображена структурная схема измерителя крутильных колебаний.
Измеритель состоит из двух цепей последовательно соединенных элементов. 55
Первая измерительная цепь содержит преобразователь 1 несущей частоты, первый усилитель-формирователь 2, первый формирователь 3 импульсов постоянной площади, полосовой фильтр 4 с перестраиваемой верхней частотой среза и интегратор 5.
Вторая цепь управления содержит второй усилитель-формирователь 6, вход которого подключен к выходу преобразователя
1 несущей частоты, второй формирователь 7 импульсов постоянной площади, фильтр-8 нижних частот, согласующий усилитель 9, выход которого подключен куправляющему входу полосового фильтра 4 с перестраиваемой верхней частотой среза. С выхода 10 выделяется сигнал, пропорциональный изменению частоты вращения, а с выхода 11— сигнал, пропорциональный изменению угла поворота вала.
Измеритель работает следующим образом.
При вращении исследуемого вала с выхода преобразователя 1 несущей частоты, в качестве которого используются, например магнитоэлектрическйе, индуктивные преобразователи, импульсы с частотой, пропорциональной частоте вращения вала, поступают через первый и второй усилители-формирователи 2 и 6 соответственно на входы первого и второго формирователей 3 и 7 импульсов постоянной площади, выполненные, например, по схеме одновибраторов, Формирователи 3 и 7 импульсов постоянной площади на каждый импульс несущей частоты формируют импульс постоянной амплитуды (высоты) и длительности (ширины),т,е. постоянной площади. Длительность импульса постоянной площади выбирается меньше периода максимальной несущей частоты вращения вала. С изменением частоты вращения изменяется частота (период) следования импульсов постоянной площади, содержащая информацию изменения частоты вращения (крутильных колебаний) вала.
Полосовой фильтр 4 с перестраиваемой верхней частотой среза подавляет несущую частоту, постоянную (медленно меняющуюся) составляющую частоты вращения и выделяет сигнал на выходе 10, пропорциональный изменению частоты вращения, входящий в полосу пропускания полосового фильтра, Верхняя и нижняя частоты среза полосового фильтра 4 выбираются в зависимости от величины и числа гармонических составляющих спектра крутильных колебаний, подлежащих исследованию. Для двигателей внутреннего сгорания число исследуемых гармоник крутильных колебаний определяется обычно числом цилиндров двигателя. При фиксированной верхней частоте среза полосового фильтра сужается е
1714382
45
Составитель В.Кондратенко
Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор М.Демчик
Редактор B.Áórðåíêoâà
Заказ 683 Тираж 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 динамический диапазон измерения по несущей частоте вращения вала. Это обуславливается тем, что при измерении крутильных колебаний часто используются преобразователи несущей частоты со штатными или 5 измерительными колесами, имеющими ограниченное число чувствительных элементов, которые определяют величину несущей частоты. Поэтому динамический диапазон измерения ограничен, с одной стороны, ми- 10 нимальной частотой вращения, при которой несущая частота попадает в полосу пропускания фильтра, с другой стороны, максимальной частотой вращения, при которой измеряемые гармонические составляющие 15 крутильных колебаний выходят с полосы пропускания фильтра, начиная с высших гармоник.
Для увеличения динамического диа- 20 пазона измерений крутильных колебаний полосовой фильтр 4 выполнен с перестраиваемой верхней частотой среза, управление которой осуществляется по цепи управления, содержащей второй усилитель-форми- 25 рователь 6, второй формирователь 7 импульсов постоянной площади, фильтр 8 нижних частот и согласующий усилитель 9, Фильтр 8 нижних частот подавляет не, сущую частоту, гармонические составляю- 30 щие крутильных колебаний и пропускает сигнал, пропорциональный постоянной (медленно меняющейся) составляющей частоты вращения, Верхняя частота среза фильтра 8 ниж- 35 них частот обычно определяется переходными режимами (разгоном, замедлением) исследуемого вала.
С выхода фильтра 8 нижних частот сигнал через согласующий усилитель 9, который выполняет роль буферного и масштабного звена, поступает на управляющий вход полосового фильтра 4, верхняя частота среза которого отслеживается в соответствии с изменением постоянной составляющей частоты вращения.
Таким образом, при управлении верх-. ней частотой среза полосового фильтра 4 увеличивается динамический диапазон, так как во всем диапазоне частот вращения вала все выбранные гармонические составляющие крутильных колебаний входят в полосу пропускания фильтра 4.
Положительный эффект достигается за счет уменьшения числа каналов измерения . и увеличения информативности в широком диапазоне частот вращения валов.
Формула изобретения
Измеритель крутильных колебаний, содержащий последовательно соединенные преобразователь несущей частоты, первый усилитель-формирователь, первый формирователь импульсов постоянной площади, полосовой фильтр и интегратор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, он снабжен последовательно соединенными вторым усилителем-формирователем, вход которого соединен с выходом преобразователя несущей частоты, вторым формирователем импульсов постоянной площади, фильтром нижних частот и согласующим усилителем, выход которого соединен с управляющим входом полосового фильтра, который выполнен с перестраиваемой верхней частотой среза.
