Измерительное двухканальное устройство к балансировочному станку

 

Союз Сеэетсиик

Сециапиатичеении

Республик

<и 974173

{61) Дополнительное к йат. сеид-эу (22} Зйяэлеио 07,05,81 (21) 3289136/25-И (И) М.- ICn.

Госуянретмнный номнтет

СССР ио млнм нзобриеннМ н ютнрытнй

{23) Приоритет (ФЗ УДК SZO. «88 е531 24 (088.8}

Опубликовано 1Ы182. Бюллетень М 42 .

Дате опубликования описания 15,11. 82

8.И. Иванов, В.Ф. Соколов, B.È. Й4 ков;

Р.А, Макарова, В.Q, Федчейкс н П.4, феталее (. "6

/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54} ИЭИВРИТЕЛЬНОИ ДВУХКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСЪВО

К ВМАВЕИРОВОЧИОИУ СЫНКУ 1, Изобретение относится к баланеироэочной: технике и может быть испольэоэано 3 высокоточных балйнаировоч» ных етанкйк

Ивэеетно:иэмерительное Двухканальное устройство к баланаирсэочному станку содержащее поал6доэательйО соединенные датчик Опорного сигнала и формирователь кэадратурных еоатаэлявщих, иаточник nOOTosHHorO тока, дэа канала иэмерения, каждый из ко» торых выполнен В,энде последователь но соединенных датчика дисбаланса, щирокополсаного усилителя, двух синхронных детюктороэ первые вхОды ко» торых связаны е выходом усилителя, а вторые - а асстветатвувщим выхОдОМ формироэйтюля Ортогснальных:Состав ляищих, и комплексного Влеитродинамичеакого эекторметра с неподвижными и подвижной обмотками, неподвижные

Обмотки xoTOpol 0 еэяэаны е эыхОДамн синхронных детьктороэр а подэижнйя а источником поетояннОгс тока (1)в йедоетатками устройства явлются

Ваэисимость намерений параметров дисбаланса от частоты Вращения ротора и необходимость нанесения метки от дисбаланса на ротор е псследуэней его коррекцией в статике.

9Т0 Снижают точность бйлйнаироикн,.Нанболее бливкнм к изобретению по технической сущности является нэм6 " рнтельное двухканальное устройство к балйнсирОЭОчному атйнкуу СОДФржаЩЮФ последовательно соединенные датчик опорного аигнала, усилитель-формиро эат6ль и фсрмирОВйтель кэйдратурных составляющих . r6H6paTop еннуаоидаль ных квадратурных напряжений, дэа блока аинхронивацииу дэа исполнительных механизма,два канала измерения, каж дый ив которых выполнен в виде последовательно аоединенных датчика

Дисбаланса и ыирокойслоенсго уаилителяу двух синхронных детектороэу .Лерэые эходы которых еэяэаиы а выходом широкополосного усилителя, а

2О эторыю с аоответетэяОщим выходом. формирователя кэадратурных аоетаэля щщиху и комллекеного элюктрОдинами чеакого эекторметра, неподвижные 06мотки которого псдкмючены к эыходам синхронных детектороэ и выходам гене

2> ратора аинуеоидальных квадратурных напряжений.- подвижная обмотка векторметра, Выходы генератора синфав= ныс квйдратуркых напряжений и усилителя формирователя свяваиы OQ вхо дами соответствувыего блока еинхро974173 ниэации, а выход последнего подклю-, .чен к исполнительному механизму, корректирующему дисбаланс в плоскости коррекции. (2).

Недостатком устройства является невысокая точность балансировки, 5 невозможность работы в широком диапазоне частот вращения балансируемых роторов иэ-за того, что в схеме отсутствует синхронизация частот генератора синусоидальных квадратур- 10 ных напряжений и частоты вращения ротора по сигналам формирователя квадратурных составляющих.Это приводит к тому, что устройство функционирует только при работе генератора на частоте вращения ротора, когда на систему воздействуют промышленные и эксплуатационные помехи. При различии частот, фаза сигнала переменного тока с подвижной обмотки векторметра моделирует угол дисбаланса ротора на частоте работы двухфазного генератора,а отсчет этого угла производится по нулю сигнала формирователя квадратурных составляющих, работающего с частотой вращения ротора. При этом сигналы с блока синхронизации на исполнительный механизм подаются значительно раньше действительно необходимого момента на величину, равную, отношению рассматриваемых частот.

Целью изобретения является IIoBH шение точности баланснровки в широком диапазоне частот вращения балансируемых роторов, а также повышение помехоэащищенности. 35

Поставленная цель достигается тем, что в измерительном двухканальном устройстве к балансировочному станку каждый блок синхронизации выпол- 4О нен в виде последовательно соединенных цифрового фазометра, схемы-сравнения, схемы управления, реверсивного счетчика и формирователя сигнала коррекции, последовательно соединенных схемы формирования команд, схемы формирования импульсов и счетчика импульсов, а также схемы синхронизации, входы которой связаны со вторыми выходами цифрового Фазометра и схемы формирования команд, а выходсо вторым входом счетчика импульсов, входы схемы формирования команд подключены к выходам усилителя-формирователя и формирователя сигнала коррекции и второму выходу цифрового фаэометра, а третий - шестой выходы связаны, соответственно, с первым.и вторым входами цифрового Фазометра и

aòîðûû входами схем сравнения и управления, третий вход схемы срав-: 6О кения ".îåäèíåí с выходом счетчика импульсов, второй вход схемы Формирования импульсов подключен к выходу схемы сравнения, второй выход формирователя сигнала коррекции - к вхо" 65 ду соответствующего исполнительного механизма, третий вход схемы управления связан с третьим выходом цифрового фазометра, третий и четвертый входы которого подключены к выходу генератора синусоидальных квадратурных напряжений и подвижной обмотке соответствующего векторметра.

Кроме того, комплексный электродинамический векторметр снабжен дополнительно двумя взаимно перпендикуйярными неподвижными обмотками, связанными с генератором синусоидальных квадратурных напряжений.

На чертеже схематически изображено устройство.

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 опорного сигнала, усилитель-формирователь 2 и формирователь 3 квадратурных составляющих, генератор 4 синусоидальных квадратурных напряжений, два канала

5 и 6 измерения, каждый иэ которых выполнен в виде последовательно соединенных датчика 7(8) дисбаланса и широкополосного усилителя 9(10), двух синхронных детекторов 11 и 12 (13 и 14), первые входы которых связаны с выходом широкополосного усилителя 9(10), а вторые — с соответствующим выходом формирователя 3 квадратурных составляющих, комплексного электродинамического векторметра

15(16) с неподвижными 17--20(21-24) и подвижной 25(26) обмотками, неподвижные обмотки 17-20(21-24) которого подключены к выходам синхронных цетекторов 11 и 12(13 и 14) и выходам генератора 4 синусоидальных квадратурных напряжений, два исполнительных механизма 27(28) и два блока

29(30) синхронизации, каждый иэ которых выполнен в виде последовательно соединенных цифрового Фазометра

31(32), схемы 33(34) сравнения, схемы 35(36) управления, реверсивного счетчика 37 (38) и формирователя 39 (40) сигнала коррекции, выход которого связан со входом соответствующего исполнительного механизма 27(28), последовательно соединенных схемы

41(42) формирования команд, схемы

43(44) Формирования импульсов и счетчика 45(46) импульсов, а также схемы 47(48) синхронизацйи, входы которой связаны со вторыми выходами цифрового фазометра 31(32)и схемы 41(42) формирования команд,а выход — с вторым входом счетчика 45(46)импульсов, входы. схемы 41(42) формирования команд подключены к выходам усилителя-Формирователя ° 2 и формирователя 39(40) сигнала коррекции и - второму выходу цифрового Фазометра 31(32), .а третий - шестой выходы связаны, соответственно, с первым и вторым входами цифрового Фазометра 31(32), вто974173 рыми входами схемы 33(34) сравнения и схемы 35(36) управления, третий вход схемы сравнения соединен с выходом счетчика 45(46) импульсов, второй вход схемы 43(44) Формирования импульсов подключен к выходу схеееа .33(34) сравнения, третий вход схемы

35(36) управления связан с третьим выходом цифрового фазометра 31(32), третий и четвертый входы которого подключены к выходу генератора 4 синусоидальных квадратурных напряже° ний и подвижной обмотке 25(26) соответствующего векторметра 15(16).

Каждый цифровой фазометр выполнен в виде последовательно соединенных формирователя 49(50) импульсов, схемы 51(52) Формирования импульсов угла, схемы 53(54) управления заполнением и второго счетчика 55(56) импульсов, а также второго формировате ля 57(58) импульсов и генератора .

59(60) импульсов заполнения, выход которого связан с вторым входом схемы 53(54) управления заполнением, а выход второго формирователя 57(58) импульсов связан с вторым входом схе мы 51(52) формирования импульсов угла.

Устройство работает следующим образом.

При вращении несбалансированного ротора 61 датчики 7 и 8 дисбаланса вырабатывают сигналы, амплитуда и фазовый сдвиг которых зависит от величины и угла дисбаланса в соответствующей плоскости коррекции, и подают их на усилители 9 и 10, Сигналы с датчика l опорного сиг,нала поступают на усилитель-формиров тель 2 и с частотой вращения ротора

61 подаются на формирователь 3 квадратурных составляющих и схемы 41(42)

Формирования команд управления.

На синхронные детекторы 11, 12 (13 и 14) каждого канала 5 и 6 asмерения поступают сигналы с усилителя 9(10) и управляющие сигналы в виде меандров с Формирователя 3 квад ратурных составляющих. Синхронные детекторы 11, 12 (13 и 14) выделяют напряжения, пропорциональные проекциям вектора дисбаланса на оси координат в каждой плоскости коррекции, и подают их на неподвижные обмотки 17 и 18(21 и 22) векторметра 15 (16) .

В результате взаимодействия магнитных полей неподвижных 17 и 18 (21 и 22) и подвижной 25(26) обмоток последняя поворачивается на угол, пропорциональный углу дисбаланса.

По величине отклонения пОдВижных обмоток векторметра 15(16) осуществляется отсчет результатов измерения в . полярной системе координат в данной плоскости коррекции.

Одновременно по сигналу усилителя-формирователя 2 схема 41(42) формирования команд управления выраба тывает управляющий импульс длительностью в один период вращения ротора 61„ с помощью которого схема

35(36) управления реверсивным счетчиком 37(38) разрешает ему в режиме сложения импульсов производить подсчет поступающих через формирователь

16 49(50) импульсов цифрового Фаэометра

31(32) с синусоидального выхода генератора-4 синусондальных квадратурных напряжений. о истечении одного оборота ротора 61 управляющий им35,пульс грекращается и счет импульсов реверсивным счетчиком 37(38) заканчивается.

Таким образом, моделируется операция деления частоты работы генератора

4 синусоидальных квадратурных напряжений на частоту вращения ротора 61.

В первый оборот ротора бl с генератора 4 синусоидальных квадратурных напряжений на неподвижные обмотки 19 и 20(23 и 24) векторметра 15(16} подаются переменные напряжения, изменяющиеся по синусоидальному и коси нусоидальному законам. Поскольку неподвижные обмотки 17-20(21-24) векторЗ *. метра 15(16) сдвинуты в пространстве !, на 90 то обраэукщийся реэультируФ ющийся магнитный поток представляет собой вращающееся с частотой работы генератора 4 синусоидальных квадратурных напряжений магнитное поле, которое наводит ЗДС в подвижной обмотке 25(26}. Амплитуда и Фаза ЭДС характеризует величину и угол дисбаланса ротора 61. Напряжение с под46 вижной обмотки 25(26) подается на формирователь 57.(58) импульсов цифрового Фазометра 31(32}, который вырабатывает на выходе меаыдры в фазе угла дисбаланса и с частотой подава45 емого напряжения. Вместе с тем, синусоидальный сигнал, поступающий на неподвижную обмотку 20(24} от генератора 4 синусоидальных квадратурных напряжений, подается на формнровЪтель

49(50) импульсов, в котором также формируются меандры.

Оба меандра поступают на схему

51(52) Формирования импульсов угла, причем разность во времени их поступления равна углу дисбаланса на частоте работы генератора 4. Схема

51(52) формирования импульсов угла вырабатывает импульс длительностью в зту разность, который открывает схему 53(54) управления заполнением и разрешает прохождение сигналов с генератора 59(60) импульсов заполнения во второй счетчик 55(56) импульсов, прекращающий работу по сигналу со схемы 41(42) формирования

6$ команд.при окончании импульса со схеФ 97

Э мы 51(52) формиропания имщ льсов у3».лй Мвультат счетчика 55 (56) имйуль=

ФОЭ будет 33РОЙорцнбийЛЮ31 уйлу днсбалйисй с учетом Отно333633ий чйотот генератора 4 н 59(60).

33ри оледуВЩюм ОборОте ротора 61

У33РайлйвщиЙ им33уЛЬС ОХЮМОЙ 41(42) фОРМИРОЭВНИЯ КОМВНД 330 333ЮСТОМУ ЭЫходу не пырабатыэаетсй и схема 35(36) уирййлюний йыдают команду на уотйной р6йероийнОГО ОЧЮТЧИКВ 37(38) и ДЮЖИМ

ЭЫЧитаййя. В этот .336риод Премени ох6М33 41(42) формирований команД ч33реэ схему 47(48) синхрониэацни райр6ШВ6Т 33рОХО333ДЕНИЮ ОИГНалоь О

3;юнератора 59(60) нмнульсоэ ва13ол-нюйнй цифроэого фаэометра 31(32) э счетчик 45(46) ИМ33ульсоп, который осущеотэлйет счет имщльсбй, 33осту

33ВЖЩих с генератора 59{60) импульсой эанолнений. Схема 33(34) Сравнений, оййэаййай с обоими счетчиками Ь5(56) и 45(46), пыдают сигнал э момент раЭаиотйа кОЛИЧЮСТвй ИмлуЛЬСОЭ и Обоих

Счетчиках 55 и 45(56 и 46). По этому сигийлу череэ схему 43(44) формиро-. ваний им33ульсоэ 33роиээодитсй обнуление нокйэаннй счетчика 45(46) им33ульсов» 330сле Обнуления счетчик

45(46) нмлульсоэ начинает нойый цикл СЧЕТВЮ КРОМЕ ТОГОФ,СИГНВЛ СО СХЮМЫ .33(34) срайнеййй череп нодгбтойлейH+0 H работс 686Mу 35(36) улраэленйй носту33-. 6 " ь ре333имю йычнтайия нй ре эерснп33ый счетчик 37(38).

СЛФД 33@тельно, Сер33й ИМ33уЛЬСОЭ эйф33ксироэй33нан счетчиком 55 (g6)

33ульсой Цифроэогс фаэОметрй 31 (32}, МОДелирует угол Дисбаланса нй чйс тоте работы генератора Ь9(60) имЛУЛЬСОЭ Эа330ЛНЕний, и ИОСЛЕДОЭВТЕЛь= носта 033 налoв ОО схемы 33(34) Орай-" нюйнв характернэуют соэместнО с ре" йерсивным счетчиком 37 (38) нерейод йтогб угла и систему Отсчетйу сйй эйннук3 с ротйром 61 у нй юго скОрость йраЩЕйия, Ирн райеиетпЕ НуЛВ ЙОКВпений реэерсиэного счетчика 37(38) форм33ройате33ь 39 (40) сигнала коррек ции ймдаЕТ КОМВНду На ИСНОЛНИТЮЛЬНЫ33 МеханНЭМ 27 (28) 8 Схему 41 (42)

Ф рмирсйання КОМайд, 33рИПОДВЩу30 уо1 ронотйо П НерЭОНаЧВЛЬНОЕ СОСТОйние

Частота работы устроЙстйй и 66 р 3жим {единичный или аптоматическйн) обео33ечнййетсй схюмОЙ 41 (42) формироЭ 31НИЯ КОМВ13Д,,точ33ость работы Схемы эайиснт от соотнОшюн33й частот генераторов 4 и

59(3 О) н частоты йраЩеннй ротора 61 н й11!Ь833аетсtt 33 эйэицимостн оу техйн ч@окнх трюбойайий;

3)лагОДаРП тйКОМУ Решайи3о ООУЩЕатвляетсй айтоматичеокая cttttxpo8866Ция частоты йраЩения балй33сируемого ротора с частотой работы генератора синусоидальных кйадратурйих йайря4173 б жюйий, синхронйэаций начала отсче= тй угла дисбаланса по метка йй ро тор6 и ВЭТОматичюскйй йырйботка сиг нала )iitp633336HHÉ нй иснолнительйый

МЮХВНИЭМ Э 333ироком ДиййаЭОНЮ Окороотей вращений, что обеснечнэает

ХОРО333УК3 ПОМЮХОЭВЩИЩЮННООТЬ СХЮМ Э целом, йыооку333 точность съема мате" риала эй Счет иснбльэопйний филь труЮЩИХ СЭОЙСТЭ ИЭМЕриТЮЛЬНОЙ СХЮ

МЫ бйдйнонрОЭОЧНОГО СтайКа И ЭЫСОкой рйэре333ВКЗЩей сйособйости электро динамических йекторм6троп 8 ЬЛОка

С13НХР013ИЭ@ЦНИ.

Фйрмулй йэобретейий

Йэмерительное дэухкйнальное устРОЙС ТВО К балйнсироэОЧНОМУ отаНКуу

СОДЮР333аЩЕЕ ЛОСЛЕДОЭВТЮЛЬ330 СОЮДИнейНЫЮ ДВТЧНК 0330PHOi"О СНГНВЛЕу УСНЛИ тель:формнроййтель н фОрмнроэйтель

КвйдрйтурНЫХ СоостайлййЩИХ генарйтор СнйуСОидаЛЬНЫХ КйадратурНЫХ НййрйЖЮНИЙ Дйа ЬЛОКВ Оннхроинййц883 дйа иойолННТЕЛЬйых МЕХаннЭМВ, Дйа КанаЛй

ИЭМЕРЮ338й, КВ333ДЫЙ иэ которых выполнен и ййдю ЙОследоййтельйО соединенных

Щйтчйка Дисба33йнсй и шнрок0330лооного уоиЛНТедя Двух СИНХронйЫК ДеТЕКТО

Рой, НЮРйЫЮ ЭХОДЫ КОТорых Сййййиы С йыходоч широкополосного усилителя, а

ЭТОРЫЕ " c ОоОТВЮТСТЭУЮ333ИМ ВЫХОДОМ форми33ойателй кпйдратурных соотай»

ЛНЩЩику Н КОМ3313ЕКСИОГО ЭЛЮКТРОДИНВ

35 мического пекторметрй„ йелодэи333ные

Обмотки которого 33одклйчеиы к эыхо" дам ОийхроННых ДЕТЕКТОРОЭ Н ВЫХОДВМ

z."6нерйторй сййусоидальных кпйдрйтурных нй33рй3кеннй; о т л н ч и ы щ 6

4О Ё С и ТЮМ Чтоу С ЦЮЛЬЮ 33ОЭЫ333ЮННП точноотн балйнсйройки э 333ироком дна33аэойе частот йрйЩюннй бйлйнснруемь3х роторой, ка333дый блок сннхройнэйцин эыЙОЛней и ЭНДЮ ЙООЛЕДОэйтеЛЬНО СОЮДИЩ ИЮННЫХ 33ифрОЭОГО фйЭОМЮТрйу ОХЮМЫ срайнейий, схемы унраэлюнйй, реэерсиэ=

НОГО СчЕТЧНКа И фарМирОйаталй СИГНВАа коррекции3 последоэательнб Оое

ДННЕННЫХ СХЕМЫ фоРМИРОйййнй КОМВНД

СХЕМЫ фйрМЙроййний ИМ33уЛЬСОЭ И Счет

Чйхй ИМЛУЛЬСОЭ, и ТВКЭ36 СХЕМЫ СИНХройнэации, эходь1.кбтбрОЙ оэйэйны ОО эторымн эиходами цифропого фаэометра и Схемы формироэаний команд, а эыХОД QO ЭТОРЫМ входом СЧЮТЧИКВ ИМ

ИУЛЬСОЭ, ЭХОДЫ СХЕМЫ фОРМИРОййинй команд 330дкхмчейы к йыходам усилите" лй-формирователя и формирователя

СИГНйла КфрреКции И ЭторОму ПЫХОду

ЯифрОЭОГО фйЭОМЕтрар и ТРЕТИЙ - ШЕС

Ò0é ЭЫХОДЫ СЭНЗВНЫР СООТЭЮТСТЭЮННО3 с 33ервым и вторым входами цифройого фаэометра и схем сравнения и у33равлений, третий вход Схемы Сравнения соедийен с выходом счетчика имдуль6$,voa, второй вход схемы формкройания,974173

10 импульсов подключен к выходу схемы сравнения, второй выход формирователя сигнала коррекции — к входу соответствующего исполнительного механизма, третий вход схемы управления связан с третьим выходом цифрового фазометра, третий и четвертый входы которого подключены к выходу генератора синусоидальных квадратурных напряжений и подвижной обмотке соответствующего векторметра.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоэащищенности,.комплексный электродинамический вектор. метр снабжен дополнительно двумя взаимно перпендикулярньв и неподвижными обмотками, свяэанниаи с генератором синусоидальных квадратурных напряжений. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свндетельство СССР

Ю 532377, кл. G 01 М 1/22, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР 9 590625,.-кл. G Ol М 1/22, 1976 (прототип).

974173

Составитель II. Баранов

Редактор Г. Гербер Техред И.Коштура Корректор А. ФеРенн

Заказ 8682/57 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4