Измерительное устройство к балансировочному станку

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е („,896438

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200779 (2! } 2800341/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 0701.82, Беллетеиь № 1 (51)M. Кл.

G 01 М 1/22

«твеударстеенлый кемвтет

СССР (53) УДК 620.! ..05:53!.24 (088. 8) по делам иэебретения и втхрытн1!

Дата опубликования описания 070182 (72) Авторы изобретения

В.M. Иванов, В .И.Марков, P .À.Макарова, В.Ф. Соколов и В.К.Исаченко

7 (71) Заявитель

1 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ

СТАНКУ

15

Из о бр ет ение о т но сит ся к б алан сив ровочной технике и может быть использовано в высокоточных балансировочных станках.

Известно измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее датчики дисбаланса, связанный с ними рещаюший блок, два измерительных канала., каждый иэ которых содержит последовательно соединенные усилитель, блок измерения величины и угла дисбаланса и регистратор, и генератор опорных валов, выход которого связан со вторыми входами блока измерения величины и угла дисбаланса (11.

Блоки измерения величины и угла дисбаланса выполнены в виде последовательно соединенных ключей и ин20 тегрирующих усилителей.

Недостатком устройства является низкая точность измерения дисбаланса, связанная с применением ключей, управляемых прямоугольными импульсами генератора опорных сигналов.

Напряжение на их выходах является суммой активных компонент гармоник, причем полезную информацию о дисбалансе несет только первая гармоника, остальные же являются помехами.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее датчи— ки дисбаланса, связанный с ними решающий блок, два измерительных канала, выполненных каждый в виде усилителя и связанных входами с его выходом, блоков измерения величины и угла дисбаланса, коммутирующий блок, связанный с ним регистратор н последовательно соединенные датчик опорного сигнала и формирователь ортогональных напряжений, выходы котороro соединены соответственно со вторыми и третьими входами блоков

20

30 измерения угла дисбаланса, а выходы блоков измерения величины дисбаланса связаны со входами коммутирующего блока. Блок измерения угла дисбаланса выполнен в виде последовательно соединенных ключей, усилителей и преобразователей аналог-код f2) .

Недостатком устройства является необходимость многократного преобразования сигнала, в том числе преобразования аналог-код. В целом это приводит к снижению точности балансировки.

Цель изобретения — повышение точности балансировки.

1:оставленная цель достигается тем, что каждый блок измерения .угла дисбаланса в устройстве выполнен в, виде двух цепей, каждая из которых снабжена последовательно соединенными схемой умножения, фильтром и схемой деления, второй вход последней связан с выходом. фильтра соседней цепи, а выход — с входом коммутирующего блока.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Измерительное устройство к балансировочному станку содержит датчики

1 и 2 дисбаланса, связанный с ними решающий блок 3, два измерительных канала 4 и 5, выполненных каждый соответственно в виде усилителя 6 и 7, блока 8 и 9 измерения величины дис- баланса и блока 10 и 11 измерения угла дисбаланса, выполненного в виде двух цепей, каждая из которых снабжена последовательно соединенными схемами 12-15 умножения, фильтром

16 и 17, 18 и 19 и схемами 20 и 21, 22 и 23 деления, коммутирующий блок

24, связанный с ним регистратор 25 и последовательно соединенные датчик

26 опорного сигнала и формирователь

27 ортогональных напряжений, каждый блок 8 и 9 измерения величины дисбаланса выполнен в виде последовательно соединенных схемы 28 и 29 умножения и фильтра 30 и 31.

Выход. усилителя 6 и 7 связан с первыми входами схем 12 и 13, 14 и

15 умножения, и входами схем 28 и

29 умножения, выходы формирователя

27 ортогональных напряжений соответственно со вторыми входами схем

12 и 14, 13 и 15 умножения, выходы схем 20, 21, 22, 23 деления и фильтры 30 и 31 связаны со входами коммутирующего блока 24, а выходы фильт896438 4 ров 16-19 связаны соответственно со вторыми входами схем 21-22 деления.

Устройство работает следующим образом.

При вращении ротора 32 под воздействием дисбаланса в датчике 1 и 2 дисбаланса наводится ЭДС, которую можно представить

Э = A 51п(со t + q„) (1) где А1, — амплитуда сигнала, характеризующая величину дисбаланса в плоскости коррекции

i.=1, 2, 41 — угловая скорость вращения ротора, Я1. — угол сдвига фаз между мет.кой на роторе, характеризующей начало отсчета, и сигналом с датчика дисбаланса в плоскости коррекции.

Сигнал с датчиков 1 и 2 дисбаланса подается на решающий блок 3, сигналы на выходе которого пропорциональны величинам дисбалансов в двух плоскостях коррекции. Далее сигналы через усилители 6 и 7 поступают на входы схем 28 и 29 умножения, в которых происходит перемножение сигнала с датчика 1 и 2 дисбаланса самого на себя. Напряжение О« на выходе схем 28 и 29 .умножения принимает вид

В выражении (2) содержится посто40 янная составляющая, пропорциональная квадрату амплитуды сигнала дисбаланса.

Этот сигнал подается на фильтры

30 и 31, на выходе которых принима45 ет вид и через коммутирующий блок 24 поступает на регистратор 25, где фик50 сируется величина дисбаланса °

Для измерения угла дисбаланса снимается сигнал с датчика 26 опорного сигнала и посредством формирования 27 ортогональных синусоидальных опорных напряжений преобразуется в два сигнала, изменяющихся соответственно по синусоидальному и косинусоидальному.законам.

896438

0з = Bsin ddt

0з = Ccos At, (4) 5Е последовательно соединенные датчик бО

6 о» измерения угла дисбаланса выполнен в виде двух цепей, каждая из которых снабжена последовательно соединенными схемой умножения, фильтром и схемой деления, второй вход последний связан с выходом фильтра соседней цепи, а выход — с входом коммути, рующего блока.

Источники информации, б5

5в принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9227710, кл. 6 01 М 1/22, 1965.

2 Авторское свидетельство СССР

9593066, кл. G 01 M 1/22, 1976 (про55 тотип), Аналитическое выражение имеет вид где В, С вЂ” амлпитуды сигналов с формирователя 27.

Таким образом, в результате умножения двух указанных сигналов на сигналы дисбалансов на выходах схем

12 и 14, 13 и 15 умножения получается постоянное напряжение, пропорциональное углу сдвига фаз между опорным сигналом и сигналом дисбаланса и амплитудам сигналов АуВ и 41,С вЂ” i.C)Gin ф.+ Sin(2mt+g)) М где Ь „ — сигнал на выходах схем 12„

14 умножения, 0з„ вЂ” сигнал на выходах схем 13, 15 умножения.

Сигналы с выходов схем 12-15 умножения поступают на входы фильтров

16-19, где происходит выделение постоянных составляющих, имеющих вид

U = А!В cGsф (7) 0, „= A С э и +

Эти сигналы подаются на схемы

20-23 деления, на выходе которых получаем напряжения, пропорциональные тангенсу или контангенсу угла сдвига фаз

0 4Яь В ct„g (Ц)

0> .С

Ur„= — - — д y-, (9)

Us . С

0 . В

Учитывая, что амплитуды сигналов с формирователя 27 ортогональных опорных напряжений могут быть выбраны равными В=С

06„= ctg y„ 0у„= tg у„(10) или iр = arctg 0ь„= arcctg Us„(11) 5

1Ф

Таким образом, на выходе схем

20-23 деления получаем сигналы, пропорциональные тангенсу или котангенсу угла сдвига фаз, т.е. одному из искомых параметров уравновашиваемого ротора.

Эти сигналы через коммутирующий блок 24 поступают на регистратор 25, где формируется угол дисбаланса.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить точность измерения в !,5 раза, снизить трудоемкость балансировки при переходе на другой тип ротора на 70Х за счет работы в широком диапазоне частот балансировки.

Формула изобретения

Измерительное устройство к балан" сировочному станку, содержащее датчики дисбаланса, связанный с ними решающий блок, два измерительных канала, выполненных каждый в виде усилителя и связанных входами с его выходом, блоков измерения величины и угла дисбаланса, коммутирующий блок, связанный с ним регистратор и опорного сигнала и формирователь ортогональных опорных напряжений, выходы которого соединены соответственно со вторыми и третьими входами блоков измерения угла дисбаланса, а выходы блоков измерения величины дисбаланса связаны со входами коммутирующего блока, о т л и ч а ю— щ е е с я тем,,что, с целью повышения точности балансировки, каждый