Устройство для измерения прямоугольных проекций вектора вибраций вращающихся роторов

(45) Дата опубликования описания 09.02.7(51) М. Кл.а 6 01 М 1,2 Государственный комитет Совета Министров СССР(088.8) оо лелам изобретений и открытий2) Авторы изобретения В. А. Крищюкайтис, Б. И. Миицерис, В. В. Гичан, Г,и Л. И. Кулисьиюсский филиал Экспериментального научно-исслеинститута металлорежущих станков Ро 1) Заявитель овательског(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЪНЫХ ОЕКЦИЙ ВЕКТОРА ВИБРАЦИЙ ВРАЩАЮЩИХСЯ РОТОРОВ2 имеет место. Это объясняется тем, что в качестве опорного сигнала синхронных детекторов используется прямоугольный меандр.Цель изобретения - повышение точности5 измерения.Для этого предлагаемое устройство снабжено генератором фиксированной частоты, параллельно подключенными к его выходу делителями частоты, умножителем частоты,10 подключенным к выходу блока формирования опорных прямоугольных импульсов, источником постоянноо напрякения, комму - татором сигналов, подключенным входами к выходам делителей, умножптеля частоты и15 источника постоянного напряжения, а выходами - к опорным входам синхронных детекторов.На фиг. 1 представлена блок-схема прсдлаемого устройства; на фпг, 2 - эпюры на яжснпй р 1 спа сигнала формпров, датчиксигнала ой частоитель 10 стоты на нье дс Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в измерительных устройствах,неу 1 р авновешенности балансировочных станков.Известно устройство для определения динамической неуравновешенности ротора, содержащее датчики дисбаланса, усилитель сигнала дисбалансасинхронные детекторы, блок формирования опорного напряжения, фильтр формирования синусоидального напрякения 1,Недостатком устройства является недостаточная точность измерения вследствие зависимости параметров фильтра от воздействия окружающей среды,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее датчик сигнала метки на роторе, последовательно соединенные с нпм усилитель и блок формирования опорных прямоугольных импульсов, датчик вибраций с усилителем,сигнала, два оинхронных детектора, подключенных сигнальными входами к выходу усилителя сигнала 2.Однако это устройство не обеспечивает сравнительно высокой точности измерения проекций сигнала вектора вибраций в случае, если измерительный сигнал вибрации имеет нелинейные искажения, т. е. содеркит высшие гармоники, что практичеоки всегда Оно содержит вращающийся рото песенной на нем меткой 2, датчик метки, усилитель 4 сигнала метки,25 ватель 5 прямоугольных импульсо б сигнала вибраций, усилитель 7 вибраций, генератор 8 фиксированн ты, делитель 9 частоты на два, дел частоты на семь, умножптель 11 ча 30 двенадцать, коммутатор 12, спнхртекторы 13 и 14 и источник 15 постоянного напряження.Устройство работает следующим образом, При вращении ротора 1 с нанесенной на нем меткой 2 датчик 3 сигнала метки формирует один импульс напряжения за один оборот ротора. Метка может быть светочувствительной, магнитной, радиоактивной и т. д, Сигнал датчика З,метки усиливается усилителем 4, преобразуется в прямоугольные импульсы формирователем 5 и умножается по частоте на двенадцать в умножителе 11 частоты, Генератор 8 фиксированной частоты формирует последовательность импульсов А (см, фиг. 2 а), эти импульсы В делятся по частоте на два,в делителе 9 (см.,фиг. 2 б), а импульсы 6 - на семь в делителе 10 частоты (см. фиг. 2 в). Выходы генератора 8 и делителей 9 и 10 частот, сигналы на которых одинаковой амплитуды, подведены к коммутируемым информационным входам коммутатора 12, а с управляющим (коммутирующим) входом коммутатора соединен выход умножителя 11 частоты на двенадцать, т. е. коммутация информационных входов осуществляется с частотой, в двенадцать раз превышающей частоту вращения ротора. Коммутатор 12 обеспечивает на своем входе также и инверсию сигналов с выхода генератора 8 (А) и делителей 9 и 10 (В и С) и подключение логической единицы (В), т. е. всего напряжения питания коммутатора, осуществляемого от источника 15 постоянного напряжения (см. фиг. 2 г) и инвертированного сигнала ф), Таким образом комму тируются сигналы А, А, В, В, С, С, В; В, Коммутация осуществляется в такой последовательности: А,В, С,б, С,В,А,В, С,Р, С,В,А.Среднее значение сигнала А равно нулю, среднее значение сигнала В 0,5, среднее значение сигнала С 0,866 и среднее значение сигнала Й 1, т. е, величины средних значе 1 ний указанных сигналов равны соответственно значениям синусов углов О, 30, 60, 90,Аналогично средние значения инвертированных сигналов будут равны соответственно значениям синусов углов 210, 240, 270, 300, 330, 3160. Таким образомвид сигнала на выходе коммутатора 12 является широтномодулированным, изменяющимся по синусоидальному закону с частотой вращения ротора, причем в течение первой /1 части периода коммутатор 12 пропускает сигнал А, следующие /1 периода - сигнал В и т. д, Точ 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 ность формирования синусоидального законаопределяется точностью формирования значений отдельных углов,Для более точного формирования синусоидального сигнала необходимо сформироватьбольше точек значений отдельных углов. Соответственно изменяется число делителей частоты в предлагаемом устройстве и коэффициент умножения умножителя 11 частоты.Этот коэффициент определяется числом, накоторое разбивают период. Сигнал с выходакоммутатора 12 и сдвинутый относительнонего на 90 поступает на опорные входы синхронных детекторов 13 и 14. Сигнал датчика6 вибраций, усиленный усилителем 7, подается на сигнальные входы синхронных детекторов, С выходов синхронных детекторов 13и 14 снимают сигналы, пропорциональныепрямоугольным проекциям вектора вибрации.При этом поскольку опорный зектор,коммутации модулирован по длительности по синусоидальному закону с частотой вращенияротора, погрешности измерения из-за наличия в измеряемом сигнале нечетных гармоник (3, 5, 7 и т, д.) отсутствуют.Это позволяет повысить общую точностьизмерения.Ф ор мула изобретенияУстройство для измерения прямоугольныхпроекций вектора вибраций вращающихсяроторов, содержащее датчик сигнала меткина роторе, последовательно соединенные сним усилитель и блок формирования опорных прямоугольных импульсов, датчик вибраций с усилителем оигнала, два синхронныхдетектора, подключенных сигнальными входами к выходу усилителя сигнала, о тл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, оно снабжено генератором фиксированной частоты, параллельноподключенными к его выходу делителями частоты, умножителем частоты, подключеннымк выходу блока формирования опорных прямоугольных импульсов, источником постоянного:напряжения, коммутатором сигналов,подключенным входами к выходам делителей, умножителя частоты и источника постоянного напряжения, а выходами - ,к опорным входам синхронных детекторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Юо 324534,кл. 6 01 М 1/22, 1971,2. Авторское свидетельство СССР Мо 222710,1 кл. 6 01 М 1/22, 1968.590624 Юо г.1 Заказ 3183/13 Изд.157 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5