Устройство для измерения параметров вращающегося вала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК з 1 1 у) С.01 И 22/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Институт радиофизики и электроники АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР В 896409, кл, С 01 В 15/04, 1982.Авторское свидетельство СССР 9 1523976 з кл. С 01 И 22/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА (57) Изобретение относится к контрольно-измеритепьнай технике. Цель изобретения - обеспечение возможности одновременного измерения радиальных биений и угловой скорости вращеИзобретение относится к контрольно-измерит ел ьной т ехнике,Целью изобретения является обеспечение возможности одновременногоизмерения радиальных биений и угловой скорости вращения,На чертеже изображена структурнасхема предлагаемого устройства дляизмерения параметров вращающегосявала,Устройство для измерения параметров вращающегося вала содержит СВЧ генератор 1, приемник 2, передающуюантенну 3, приемную антенну 4, исследуемый вал 5, спектроанализатор6, частотомер 7, металлический диск8 с зубьями. ния вала. Устройства для измеренияпараметр о в вра щающе гася вала с одержит СВЧ-генератар 1, приемник 2,передающую антенну 3, приемную антенну 4, вращающийся вал 5, металлический диск 8 с зубьями, жестко закрепленный на валу 5, спектроанализатор6, частотомер 7. Определенным образом подбираются и рассчитываютсягеометрические размеры диска 8 и егозубьев, что позволяет получить измеряемую частоту, кратную угловойскорости вращения вала 5. О величинебиений вала 5 судят па соотношениюгармоник спектра выходного сигнала,а угловую скорость вращения вала 5и ее сигнальность определяют почастоте выходного сигнала. 1 ил. Устраиство для измерения параметров вращающегося вала работает следующим образом.СВЧ-волна с частотой Г, излучаемая СВЧ-генератарам 1, подводится к первому входу приемника 2 и в передающую антенну 3, которая облучает металлический диск 8 с зубьями, выполненными на ега боковой поверхности. Металлический диск 8, жестко закреплен на валу 5 соосно с ним и вращается валом 5, При движении зубьев происходит изменение фазы отраженного сигнала, вследствие чего частота отраженного сигнала оказывается сдвинутой на величину Е. При перемещении одного зуба относительна облучающего1613936 М=60 аф, (1) Из соотношения целью обеспечения возможности30 аЯ 2 ц я 1.п 2 Ц (сто (+ сТдД) + М 3Я 1 я 1 п соя Д(2)Юпринимая значение угла падения СВЧ чивающим высокую точность измерений,излучения 9 удобным для изготовления В случае изготовления диска устройустройства (обычно 9 равно 45 ) иОства в соответствии с указанными трезадаваясь углом наклона грани зуба )бованиями эта частота оказываетсяи углом при вершине зуба Р по извест- кратной угловой скорости вращенияным а,и И, определяют диаметр 0 диска с известным коэффициентомдиска В, либо задаваясь Э и, нахо- кратности, что дает возможность опредят угол наклона грани зуба ( . деления угловой скорости вращенияОпределяют высоту зуба Ь и рас- с достаточно высокой точностью, Так,стояние Ь от оси диска до оси пучка например, в случае выбора коэффициСВЧ-излучения ента кратности а = 10, частотомер35дает прямые показания значения угловой скорости вращения,со 0 яхп2 бр ет ен мул а Устройство для измерени ов вращающегося вала, сод ВЧ-генератор, соединенный парамежащее Параметры 1,не измеряются при работ е устр ойств а, а обесп ечи ваются при его изготовлении. Так, например, необходимый угол наклона. грани зуба Ч 1 и угол при вершине зуба Р обеспечиваются соответствующей заточкой дисковой фрезы и необходимой установкой ее относительно диска. Необходимый угол падения СВЧ-излучения на плоскость зуба 9 обеспечивается со 5 ответствующим взаимным расположением передающей и приемной антенн относительно диска.Таким образом оцессе работы устройства для оп ения угловой скорости вращения а из ют лишь с передаюнну,ссл едуеантенной, приемную анту которыми расположенвал, на котором жестколлический диск с зубья м закреплеми, приемдинен с т один вход которого сое дом СВЧ - генератора, другмной антенной, и спектр вых ои -анали п ор, вход риемника оторого соедине ыходо отличающе е целью обеспечения в тем, что,ности одно озможния ради ременного из ий и угловой в прР еделвал апьных бие щения, вве корости вра вход к от о)5 ен частотоме ен с выходом чество зубье меРясиги рого соединпричем капкого диска приемни реобразованног ение лучше все овым частотоме частоту Это изм дить ци в металлич егиска О, высооизвообес диам м луча изменение расстояния от генератора до приемника, происходящеепри перемещении зубьев, равно разности хода лучей, отраженных от оседних зубьев. Отраженный сигнал с частотой Г + Г принимается приемной антенной 4 и подводится ко второмувходу приемника 2. На выходе приемника 2, представляющего собой смесительный детектор, выделяется сигналс частотой, равной частоте сдвига Р,Этот сигнал поступает на вход частотомера 1, который может быть выполнен цифровым, и на вход спектроанализатора 6. О величине биений валасудят по соотношению гармоник спектра выходного сигнала, а угловую скорость вращения вала и ее стабильностьопределяют по частоте выходного сигнала С одновременного измерения радиальныхбиений и угловой скорости вращениявала вводят частотомер, а зубья идиск выполняются определейным образом, 5Геометрические размеры диска иего зубьев определяются из соотношений в следующем порядке, Задаютсялюбым целым числом Е, т.е. 1 = 1,,д. Обычно 1 с выбираютне более Ф, чтобы не делать зубьяслишком крупными. По заданному Е ивыбранному, удобному для пользователя,коэффициенту кратности а частотысдвига Г и угловой скорости вращениявала и (обычно а = 10) определяютнеобходимое количество зубьев дискаИ и э с оот ноше ни ягде а и 1 с5 ставитель А.Михайловахред Л,Олийнык Корр ект ор, Т. М арф енов дакто аказ 38 Тираж 48 Подписноетениям и открытиям при ГКНТская наб., д, 4/5 зводственно-издательский комбинат "Лате 5та зуба Ь и расстояние Ь от оси металлического диска до оси пучка СВЧ- излучения, облучающего металлический диск, определяются по формулам11 = 60 а/1 с;ЗОа 2 и з 1 п 2 Ч (сЦ,Ц+ сЩ) + 4ь 11 здп 1. сов 630 а Ъ з 1 п( (сйд Ч + сГ 8) . 1 Ом сов 6 ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, п 1-35, Рцелые числа,- длина волны СВЧ-излучения,- угол наклона грани зуба, - угол п.ри вершине зуба, - угол падения СВЧ-излучения на плоскость зубаУжгород, ул, Гагарина, 10