Устройство для измерения плотности намотки длинномерного материала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1)996915 Союз СоветскихСоциалистнческих(22) Заявлено 100881 (21) 3327775/28-12 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 1%02.83 МщЛ.П. Грузнов, Н,К, Белкин и В.А, Галанов ,- - "- 3,.фд. ъг.4Всесоюзный научно-исследовательский и проектныйинститут автоматизированных систем управленияв легкой промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ НАМОТКИ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛАИзобретение относится к текстильной промышленности, конкретнее к устройствам для измерения плотности намотки. текстильных материалов,Известно устройство.для измерения плотности намотки, содержащее датчики числа оборотов паковки и измерительного валика, через блок сопряжения связанные с вычислительным блоком (,13.Недостаток известного устройства - низкая точность измерения плотности, обусловленная возможностью проскальзывания измерительного валика.Цель изобретения - повышение точности,измерения.Поставленная цель достигается .тем, что устройство, содержащее датчики числа оборотов паковки и измерительного валика, через блок сОП- ряжения связанные с вычислительным блоком, имеет датчик и задатчикмомента вращения, электродвигатель и регулятор момента вращения, при этом выходы датчика и эадатчика момента врацения через регулятор момента вращения подключены.к электродвигателю, вал которого через датчик момента врацения кинематически связан с измерительным валиком, а выход вычислительного блока соединен с входом задатчика момента вращения,На чертеже представлена структурная схема устройства.В состав устройства входят измерительный валик 1, взаимодействующийс наматываемой паковкой и имеющийлинейную скорость точек внешней окружности, близкую к линейной скорос"ти наматывания, датчик 2 числа обо-.ротов измерительного валика 1, выдающий одиночные импульсы напряжениямалой длительности при повороте измерительноговалика на заданный угол;датчик 3 числа оборотов паковки,формирующий одиночный импульс напряжения малой длительности после по. ворота паковкй на заданный угол, 2 О блок 4 сопряжения, обеспечивающийввод в вычислительный блок 5 прикаждом поступлении на соответствующиевходы одиночного импульса сообщения,содержащего кодадреса датчика, с 25 которого поступил импульс, и кодвремени поступления импульса, упомянутый вычислительный блок 5, управляющий работой схемы измерения и вы;числякв(ий требуемый результат, за- ЗО,датчик б момента вращения, по ко 99 б 915маиде вычислительного блока 5 задающий требуемое значение момента вращения измерительного валика 1 по поверхности наматываемой паковки, регулятор 7 момента вращения, обеспечивающий поддержание заданного момента вращения измерительного валика 1 по поверхности наматываемой паковки, электродвигатель 8, создающий требуемый момент вращения измерительного валика 1 по поверх ности наматываемой паковки, измеритель (датчик 1 9 момента вращения, контролирующий текущее значение момента вращения измерительного валика 1 по поверхности наматываемой паков" 1 ки, На валу 10 формируется наматываемая паковка.Элементы устройства взаимодейст-, вуют между собой следующим образом. Ось измерительного валика 1 механи" 20 чески связана с выходной осью измерителя 9 момента вращения и осью датчика 2 числа оборотов измерительного валика. Электрический выход дат. чика 2 числа оборотов измерительного 25 валика соединен с первым входом блока 4 сопряжения, второй вход кото" рого соединен с электрическим выходом датчика 3 числа оборотов паковки. Входная ось датчика .3 числа оборотов 30 паковки механически связана с валом 10, Выход блока 4 сопряжения соединен со входом вычислительного блока 5. Выход вычислительного блока 5 соединен с входом задатчика б момента вращения. Выход задатчика б момента вращения соединен с первым входом регулятора 7 момента вращения, Второй вход регулятора 7 момента вращения соединен с выходом изме-рителя 9 момента вращения. Выходы регулятора 7 момента вращения соеди" нены с:электрическими. входами электродвигателя 8, Ротор электродвигателя 8 механически связан с входной осью измерителя 9 момента вращения. 45 устройство работает следующимобразом.В процессе измерения измерительный валик .1 катится по поверхности наматываемой паковки, Величина внешнего диаметра измерительного валика 1 заранее известна и ее. значение хранится в памяти вычислительного блока 5, который задает требуемое 55 значение тормозящего или ускоряющего момента вращения измерительного валика Е в процессе его движения по поверхности наматываемой паковки. Иэ-за проскальзывания измерительного 60 валика 1 по поверхности наматываемой ,паковки при наличии определенного момента вращения линейная скорость точек на внешней окружности измерительного валика 1 несколько отличал ется от линейной скорости наматывания материала (может быть больше или меньше ее в зависимости от величины и знака вращающего момента),Задавая различные пробные моментывращения и определяя при этом значения линейной скорости точек на внешней окружности, измерительного валика1, вычислительный блок 5 определяетзначение линейной скорости наматывания при нулевом вращающем моменте,т.е. истинное значение скорости наматывания, необходимое для иэмере"ния плотности наматывания длинно"мерных материалой,Создание момента вращения в устройстве осуществляется следующимобразом, Вычислительный блок 5 выдает в задатчик б момента вращениядвоичный код, определяющий требуемоезначение и знак момента вращения.Задатчик б момента вращения, которымв частном случае является цифроаналоговый преобразователь, преобразует этот код в аналоговое напряжение, передаваемое на первый вход регулятора 7 момента вращения. Ба второй вход этого регулятора подаетсянапряжение, функционально зависящееот текущего значения вращательногомомента с учетом его знака. Регулятор момента вращения 7 оцениваетимеющееся рассогласование входныхнапряжений и вырабатывает напряжение, необходимое для его ускорения,Это напряжение подается на электро"двигатель 8, заставляя вращаться егоротор с требуемой угловой скоростью,необходимой для создания заданногомомента вращения на оси измерительного валика 1,Измерение истинного значения ли"нейной скорости наматывания производится в результате выполнения сле"дующих операций. В процессе вращения входной оси датчика 2 числа оборотов измерительного валика, происходящего синхронно с самим измерительным валиком 1, этот датчик 2 выдает импульс напряжения малой длительности каждый раз при поворотеоси на заданный угол. Этот импульспередается на второй вход блока 4сопряжения, где измеряется времяпоступления импульса и формируетсякод сообщения, содержащий код адресадатчика 2 числа оборотов измерительного валика и код времени.поступлв"ния импульса, Этот код сообщенияпередается далев в память вычислительного блока 5. Линейная скоростьнаматывания рассчитывается вычислительным блоком 5 после поступлениядвух последовательных сообщений датчика 2 числа оборотов измерительноговалика по Формуле (процесс наматыгде Ч(С ) - значение истинной линейной скоростиР - диаметр измерительного1валика 1;- время поступления предыдущего сообщения с датчика 2 числа оборотовизмерительного валика;- время поступления после- .дующего сообщения с датчика 2 числа оборотовизмерительного валика;Ч - угол поворота измери 2тельного валика 1, прикотором срабатывает дат"чик 2 числа оборотов измерительного валика.Расчет по формуле (1) выполняется в том случае, если с и с; за" фиксированы при значении вращательного момента, равном нулю. В общем случае используется, более сложный алгоритм расчета.Для перехода к оценке плотности наматываемой паковки необходимо прежде всего с высокой точностью измерить текущее значение диаметра наматываемой паковки. Для этогоиспользуется информация, выдаваемая датчиком 3 числа оборотов паковки, который также выдает импульсы напря.жения малой длительности после каждого поворота паковки на заданный угол. Эти импульсы подаются на первый вход блока 4 сопряжения, который на их основе формирует сообщения, содержащие код адреса датчика 3 числа оборотов паковки и код времени поступления импульсов с этого датчика, Эти сообщения следуют далее в память вычислительного блока 5, который осуществляет расчет текущего значения диаметра наматываемой па- ковки, используя соотношениец п,с г(-с,.где - тейущее значение диаметра наматываемой паковки" время поступления предъщущего сообщения сдатчика 3 числа оборотов паковки;- время поступления пос,)ледующего сообщения сдатчика 3 числа оборотов паковки;Ч 5 - угол поворота вала 10,.при котором срабатываетдатчик 3 числа .оборотовпаковки. Т (1;) (3)ин р. д. Формула изобретения Устройство для измерения плотности намотки длинномерного матерка 45 ла, содержащее датчики числа оборотов паковки и измерительного валика,через блок сопряжения связанные свычислительньи блоком, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно имеетдатчик и задатчик момента вращения,электродвигатель и регулятор моментавращения, при этом выходы датчика иЗадатчика момента вращения черезрегулятормомента .вращения подключены к электродвигателю, вал которогочерез. датчик момента вращения кинематически связан с измерительнымваликом, а выход вычислительногоблока соединен с входом эадатчикае 0 момента вращения,,.Источники инФормации,инятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2745983,кл.В 65 И 23/20,63 1979. ЭОВ )=Ро( с ) фпр вания в .это время осуществляетсянепрерывно): После этого в памяти вычислительного блока 5 имеются все данные, необходимые для расчета текущего значения плотности наматываемой па" ковки, которая определяется в соот ветствии с выражением: 0-где у (с ) - . текущее значение. плотности наматываемой паковки;и ; число наматываемых напаковку нитей; 5 Т -текс ф наматываемыхнитей 1Н - длина образующей цилиндрической наматываемойпаковки;20 К - коэффициент, учитывающийразмерность величин.Помимо измерения с требуемой точностью плотности наматываемой паков-ки с помощью предлагаемого устройст 25 ва с очень малой погрешностью можнорассчитать длину длинномерного материала в паковке, используя соотношеа ние.чЬ) 1-1;,), (+)1 (-1где (. - длина длинномерного материала в паковке;щ в . число замеров скорости наматывания за время формирова" 35 ния паковки,Экономический эффект от использования предлагаемого устройства оп-ределяется его высокой точностью.996915 ос ех ель В,Киси Неце Волощ ектор Г. Решетни едактор Каз 923/ филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,61 ТирВНИИПИ Госупо делам 113035, Москва,871 Подписноерственного комитета СССРзобретений и открытий35, Раушская наб. д. 4/5