Стробоскопический способ определения скорости вращения вала и строботахометр для его осуществления

(56) Авторское свидетельство СССР р 1 Ь 31 и 37, клС 01 Г 3/101 М 9.(5 А) СТРОБОС 1 ОП 1 Р 1 ЕС 1 Д 1 й СПОСОВ ОПРЕДЕ 11 Е 1 П 1 С 1 ОРОСП 1 ьРАПЕП 1111 ВЛ 11 А П СТРОБО.".АХа 1 ЕХР Дт 1 Д ЕГО ОСУГГЕСТВПЕН 11 (57) Изобретение -отпосится к измери- тельной технике и может. бьть использо- вано для измерения параметров вращения вала, Целью изобретения является расширение Ьуькциональных возможностей и повышение информативности. В момент прохождения валом 2 нулевого углового положения оптическая метка 11 находится напротив нулевого значения шкалы 10, В зто время происходит генераия паузы г между вспышками света оппеделепной длительности. За время с неосвещенная метка повернется на угол Ч=Ус, где Я - угловая скорость вращения вала. Измеряя дли- . ну дуги неосвещенного участка, можно определить скорость вращения вала. а . по положению этой цуги относительно нулевого положения вала - направлеГние вращец;а, 2 с.п. -лы". ил.Изобретение относится к измегцтельноц технике и может быть использованодля определения параметров вращения,Целью изобретения является расши 5рецие Функциональных воэможностей иповышение инйормативцости.На Фиг, 1 приведена схема строботахометра; ца Фиг. 2 - временные диаграммы его работы,10Строботахометр содержит датчик 1нупевого углового положения вала 2,воздействующий на датчик 1, элемент 3,расположенный на боковой поверхностивала 2, компаратор 4, управля:.МыйФормирователь 5 синхроимпулься, пормирователь 6 импульсов (длительностис, паузы между,вспышками), блок 7счетчика импульсов, в состав котороговходят регистр, дешиАратор и ципровой 20индикатор, блок 8 управления импульсным осветителем 9 круговую шкалу 10и оптическую метку 11. Выход датчика 1 соединен с входом коипаратора 4,выход компаратора 4 соединен с входом 5запуска Формирователя 5 и счетным вхо -дом С счетчийа 7, выход Формирователя5 соединен с входом формирователя 6и с входом Р. сброса счетчика ца О,выход Формирователя 6 соединен с вхо- З 0дом Р управления Аормирователя 5, входом Ч управления счетчиком 7 и входомблока 8, выход которого соединен свходом импульсного осветителя 9, освещающего метку 11. Круговая шкала 10размещена коццецтрично в плоскоститорца вала. В строботахометре датчикустановлен с возможностью совпадения генерирования синхроимпульса смоментом прохождения валом нулевого 40положения, за которое принято угловоеположение нулевого деления круговойшкалы и нулевое угловое положение оп -тической метки 11. Для определенностипри описании работы полагаем, что 15в стрвботахометре (Фиг. 1) блок 7счетчика имеет следующую логику управления: по входу С инФопмация заносится в счетчик положительным Фронтомвходного сигнала; счет разрешен при 50нулевом сигнале ца входе Ч; записьданных в регистр происходит по полсжительцому Фронту сигнала на входе Ч;сброс счетчика осуществляется нулевымсигналом по вхоДу Ре В исхОДнОм состо 5янин, когда вал находится в покое .иего угловое положение не совпадает снулевым .выходные сигналы всех узлов и блоков остаются неизменными причем на выходе датчика 1 и компаратора 4 сигналы нулевые, а ца выходах остальных узлов и блоков (56,8 и 9) единичные (Ьиг, 2, момент времени с).Способ реализуется следующим образом.При вращении вала 2, когда элемент 3 проходит в рабочей зоне датчика 1 вал 2 в этот момент проходит нулевое угловое положение - на выходе датчи - ка 2 генерируется узкий импульс Б треугольной Формы, В результате на выходе компаратора 4 генерируется прямоугольный импульс. Поскольку на управляюций вход Ч счетчика 7 подано запрещающее епицичное напряжение с выхода Формирователя 6, то состояние счетчика не изменится при поступлении на его вход С импульса с компаратора 4, Передним Фронтом Н импульса запускается Формирователь 5, так как на его управляющий П вход подано единичное Н - разрешающее - напряжение с выхода Формирователя 6 . Синхроимпульсом с выхода Формирователя 5 сбрасывается в нулевое состояние счетчик 7 и запускается Формирователь 6. На его выходе генерируется импульс Б отрицательной полярности длительностью с . При этом выходное напряжение блока 8 переключается с единичного на нулевое и прекрацается генераци вспышки осветителем 9 на время т. в результате чего начинает Форми-. роваться неосвещенный участок стробоскопической картины на торце вала - дуга (сектор), начало которой совпадает с нулевым делением шкалы 10, На вход Ч счетчика 7 и управляющий вход Формирователя 5 с выхода блока 6 подается. нулевое напряжение - для счетчика 7 оно разрешающее, а для Формирователя 5 оно запрещающее. Если скорость д вращения. вала 2 меньше расчстцого значения Я , то за время с вал 2 повернется на уголь(27, т.е. Он не проццет следующего нулевого пол "жения. Так как с датчика 1 не поступит сигнал, то состояние счетчика останется нулевым, Ло окончании генерирования импульса дормирователем 6 положительным Фронтом сигнала на входе Ч счетчика 7 нулевое состоя" ние счетчика запишется в регистр и будет инпицироваться индикатором - п=-0, На входе Ч счетчика устанавливаетсязапрецаЬций сигнал. Единичньп сигнал с выхоца формирователя 6 усиливается по мо.ности блоком О и подается на питани: ось етителя 9, который включается и начинается Аормирование ос 5 вещенной дги (сектора) стробоскопической картины. При дальнейшем вращении вала, когда он сделает полный оборот, ",эпмирование освещенной дугй (сектора) заканчивается, заканчивается иормирование стробоскопичес-.кой картиь. Ее неосвещенная часть расположена от нулевого деления шкалы в сторону по направлению врацения вала и имеет угловой размер( -Я соответствуюций скорости вращения:(оИ =Ч 2Еогда вал, сделав полный оборот, по-. 2 О вторно проходит нулевое угловое положение, снова срабатывает датчик 1 и компаратор 4, так как на входе Ч счетчика 7 еще сохраняется единичное запрецаюцее напряжение, нулевое сос тояние счетчика сохраняется, а формирователь 5 запускается и запускает Формирователь 6 - начинается повторное йормирование неосвещенного участка стпобоскопической картины, на входе Ч счетчика 7 устанавливается разр.шаюшее нупевое (с выхода йормирователя 6) натряжение, этим же напряжением блокируется работа формирователя 5. Предположим, что с это- го момента скорость вращения вала возросла и превысила значение .д.На йиг. 2 б показан случай, когда скорость Ы вращения вала такова, что за время с вал делает более трех (но менее четырех) оборотов. Так как при этом трижды срабатывает датчик 1 и компаратор 4, то в счетчик 7 заносится число 3 т.е. п=З. Формирователь 5 не запускается, а Формирователь б продолжает генерировать отрицательный импульс длительностью т.с, генерация которого заканчивается на четвертомобороте вала. Выходное напряжение формирователя 6 скачком изменяется от нулевого значения до единичного, в ре 50 зультате данные счетчика п=З записываются в регистр блока 7 с счетчика и число 3 индицируется индикатором;.включается осветитель 9, который остается включенным, как и обычно, до55 момента прохождения валом нулевого углового положения. В результате и при Я Юсоказьвае-.ся сформирована неосвеценная дуга (сектор) стробоскопической картины с угловым размером Ч, равным части (п+1)-гооборота вала, в данном примере четвертогохотя Аактически неосвещаемая оптическая метка повернулась на угол=2 п+ Цза время с . Таким образом, скорость вращения вала можно посчитать2 Чи) =Р.= -- ,и+ - -:пу +ПУ +И .По положению неосвеценной дугиотносительно нулевого положения вала определяют направление вращения,Формула изобретения1. Стробоскопический способ определения скорости вращения вала, заключаюцийся в засветке оптической метки,нанесенной на торец вала, последовательностью световых вспышек и измерении количества целых оборотов и вала, за известный временной интервал С,Оо т л и ч а ю ц и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей и повышения информативности, измеряют временной интервалс, , поворота вала на (и+1) целыйоборот, синхронизируют начала отсчетов интервалов с и с + с моментомпрохождения валои своего нулевогоположения, а засветку оптической метки проводят световыми вспышками дли- "тельностью с, равнойп. си частотой с следования, равной1 =-Г/(и+1где Г - частота вра,"ения вала, приэтом скорость вращения Явала определяют из соотиошения/и2 п/ с+4 /огде С - угловой размер неосвеценнойцуги неподвижной стробоскопической картины, получаемойна торце вала,а направление вращения определяют поположению неподвижной стробоскопической картины относительно нулевого положения вала.2. Строботахометр .для определенияскорости вращения вала, содержащийоптическую метку, нанесенную на торецвала, и последовательно соединенныеблок уПравления и импульсный освети.Обр рек Спесивых ак Подписноеоткрытиям прУДс 4 Заказ 610 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035. Иосква Х(-35 д Раушская на ГКНТ СССР енно-издательский комбина-. "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Произ тель, а также счетчик импульсов, о тл и ч а ю ц и й с я тем, что он дополнительно содержит датчик нулевогоуглового положения вала, компаратор,формирователь синхроимпульса и ойормирователь длительности импульса, приэтом выход датчика нулевого угловогоположения соединен с входом компаратора, выход которого подключен к входу 10запуска Формирователя синхроимпульсаи счетному входу счетчика импульсов,выход формирователя синхроимпульсасоединен с входом сброса счетчика наноль и выходом формирователя длительности импульса, выход которого подключен к входу управления Формирователя синхроимпульса, входу разрешениясчета счетчика импульсов и входу блока управления осветителя, причем уторца вала расположена круговая отсчетная шкала,