Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 4 С ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ У СОИ АВТО(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ МЕТРОВ. ВЕКТОРА ДИСБАЛАНСА СЯ ТЕЛ(57) Изобретение относится ровочной технике и являетс шенствованием устройства п А балансиусо авт(71) Институт проблемдолговечности машин АН(56) Авторское свидетУ 1151845, кл. С 01 М 1315844 А Ф 1151845. Цель дополнительногоизобретения - автоматизация измерения параметров дисбаланса в широкомдиапазоне частот за счет цифроаналогового управленияСчетчик 8 импульсов подсчитывает число импульсов отгенератора 6 импульсов в течение одного оборота балансируемого объекта,т.е. за время прихода одного импульса от генератора 1 синхроимпульса.Цифроаналоговый преобразователь 11,используя число в счетчике 8 импульсов, через широтно-импульсный модул -тор 12 управляет настройкой перестраиваемого избирательного фильтра3, Блок 13 управления обеспечиваетциклограмму. работы в порядке поступления сигналов с генератора 1 синхроимпульса. 3 ил.1315844 Изобретение относится к балансировочной технике, может быть использовано при балансировке вращающихся деталей и узлов машин и механизмом и является усовершенствованием устройства по авт, св. У 1151845.Целью изобретения является автома тизация процесса измерения параметров дисбаланса вращающихся тел в ши роком диапазоне частот вращения за счет цифроаналогового управления настройкой полосы пропускания избирательного фильтра на оборотную частоту объекта балансировки.На фиг,1 представлена структурная схема устройства; на фиг2 - функциональная схема перестраиваемого избирательно фильтра; на фиг.3 - функциональная схема широтно-импульсного модулятора.Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел содержит генератор 1 синхроимпульса, измеритель 2 дисбаланса с перестраиваемым избирательным фильтром 3 (ПИФ), соединенные с выходом последнего формирователь 4 импульса и индикатор 5 значения дисбаланса, генератор 6 импульсов, соединенные с его выходом счетными входами первый и второй счетчики 7 и 8 импульсов, соединенный с выходами последних вычислитель 9, индикатор 10 угла дисбаланса, вход которого соединен с выходом вычислителя 9, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь 11 (ПАП), информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика 8 импульсов, широтно-импульсный модулятор 12 (ШИМ), выход которого соединен с управляющим входом ПИФ 3, и блок 13 управления, входы которого соединены с выходами генератора 1 синхроимпульса и формирователя 4 импульса, а выходы - с управляющими входами счетчиков 7 и 8 импульсов, вычислителя 9входом записи ПАП 11В качестве генератора 1 синхроимпульса можно использовать, например, бесконтактный индуктивный измерительный преобразователь, вырабатывающий синхроимпульс при прохождении отметки, нанесенной на объект балансировки (датчик метки). В качестве отметки может использоваться выступ из ферромагнитного материала, выполгненный на периферии вала объекта балансировки.Формирователь 4 импульса представляет собой устройство, обеспечиваю щее преобразование аналогового сигнала от измерителя 2 дисбаланса и импульсный сигнал.ПИФ 3 представляет собой биквадратный фильтр, управляемый дискрет-ным сигналом с модулируемой скважностью, обеспечивающий постояннуюполосу пропускания во всем диапазонеперестройки по частоте, и может бытьвыполнен, например, в виде последовательно соединенных входного усилителя 14, первого ключа 15, первогоинтегратора 16, выход которого является выходом ПИФ 3, второго ключа 17и второго интегратора 18, первого ивторого резисторов 19 и 20,. первыевходы которых связаны между собой ис входным усилителем 14, а вторыевходы соединены с выходами соответствующих интеграторов 19 и 20, управляющие входы ключей 15 и 17 являютсяуправляющим входом ПИФ 3.ШИМ 12 может быть выполнен, например, в виде преобразователя 2 напряжение - ток на операционном усилителе 22, транзисторе 23 и резисторе 24,соединенного с выходом преобразователя 21 напряжение - ток компаратора25, генератора 26 импульсов дискретизации, ключа 27, включенн го параллельно емкости 28 в цепи питаниятранзистора 23, и триггера 29, Квход которого соединен с выходом компаратора 25, Я-вход - с выходом генератора 26 импульсов дискретизации, 40инверсный выход - с управляющим входом ключа 27, а прямой выход является выходом ШИИ 12, входом которогоявляется вход операционного усилителя 22.Устройство работает следующим образом.При включении блок 13 управленияавтоматически формирует командуСброс, т.е. команду установки в"0" счетчиков 7 и 8 импульсов и вычислителя 9, а через заданное времяавтоматически или по команде извневключает режим измеренияВ режимеизмерения одновременно открываютсявходы блока 13 управления, на которые поступают сигналы от генератора1 синхроимпульса и формирователя 4импульса, на вход которого поступаетсигнал от ПИФ 3 измерителя 2 дисбаланса. При поступлении на вход блока 13 управления импульса от генератора 1 синхроимпульса на управляющий вход счетчика 8 импульсов поступает коман да разрешения счета. Счетчик 8 импульсов производит подсчет импульсов, поступающих от генератора 6 импульсов. Команда разрешения счета от блока 13 управления снимается по прихо ду на его вход второго импульса от генератора 1 синхроимпульса. Таким образом, счетчик 8 импульсов заполняется в течение одного оборота объекта балансировки, а число подсчитанных 15 им импульсов определяет частоту вращения объекта балансировки. Одновременно с командой окончания счета импульсов счетчиком 8 на вход записи ЦАП 11 от блока 13 управления посту пает команда, разрешающая запись числа из счетчика 8 импульсов в ЦАП 11 по его информационному зходу. ЦАП 11 вырабатывает на своем выходе напряже.ние, пропорциональное числу импульсов, записанных из счетчика 8 импульсов, и подает его на ШИМ 12, который преобразует его в дискретный сигнал модулированной скважности. Этот сигнал поступает на вход управления ПИФ 30 3 и осуществляет его настройку нз частоту вращения объекта балансировки. Установление режима настройки ПИФ 3 на частоту вращения происходит за два оборота объекта балансировки, 35 причем после прихода третьего с начала режима измерения импульса отметки угла по команде от блока 13 управления производится сброс (установка в "0") счетчика 8 импульсов.При поступлении на вход блока 13 управления от генератора 1 синхроимпульса четвертого с начала режима измерения импульса на управляющие входы счетчиков 7 и 8 импульсов от бло 45 ка 13 управления поступают команды разрешения счета. Импульсы от генератора 6 импульсов проходят на счетнье входы счетчиков 7 и 8 импульсов, Остановка счета счетчиками 7 и 8 им 50 пульсов производится блоком 13 управления путем снятия команды разрешения с их входов управления. Причем остановка счетчика 7 импульсов производится в момент прихода сигнала на55 вход блока 13 управления от формирователя 4 импульса. Остановка счетчика 8 импульсов производится с приходом на вход блока 13 управления следующего (пятого с начала режима измерения) импульса от генератора 1 синхроимпульса. Таким образом, счетчик 7 импульсов фиксирует в единицах времени (импульсах) угол дисбаланса относительно отметки, нанесенной на вращающийся объект балансировки, а счетчик 8 импульсов в тех же единицах времени - угол 360Число в счетчике 7 обозначим Х, а в счетчике 8 - Х . С выходов счет 2.чиков 7 и 8 импульсов числа Х, и Х подаются на входы вычислителя 9, который вычисляет угол дисбаланса относительно отметки в градусах по формулеР =360о Х,о где Х, - количество импульсов, соответствующее углу дисбаланса;Х - количество импульсов, соответствующее одному обороту объекта балансировки.Команда на начало вычисления подается на управляющий вход вычислителя 9 с выхода блока 13 управления поприходу на его вход пятого с начала режима измерения импульса от генератора 1 синхроимпульса. Результаты вычисления угла дисбаланса в градусах выдаются с выхода вычислителя 9 на вход индикатора 10 угла дисбаланса, Индикатор 5 значения дисбаланса регистрирует величину сигнала, проходящего через 1 П 1 Ф 3 измерителя 2 дисбаланса.На этом цикл режима измерения заканчивается и может быть возобновлен автоматически после команды "Сброс", формируемой блоком 3 управления или извне, через промежуток времени, задаваемый в оборотах объекта балансировки, Общее время, затрачиваемое на настройку избирательного фильтра и измерение параметров дисбаланса, равно четырем оборотам объекта балансировки. Причем запись чисел Х и Х определяющих параметры дисбаланса, осуществляется в течение одного (четвертого) оборота объекта балансировки, а фильтр при этом уже находится в установившемся режиме селекции первой гармонической оборотной составляющей сигнала от измерителя дисбаланса. Такой режим измерения практически исключает погрешности обуслов(6) где ги ПопСК 1 Цехленные неравномерностью вращения объекта балансировки, и погрешности,связанные с неустановившимися процессами регулирования настройки фильтра,ЦАП 11 совместно с ШИМ 12, используемые для управления ПИФ 3, даютВозможность получить линейную характеристику управления фильтром вовсем диапазоне частот. При этом и2 7/ Г К С(2)частота настройки ПИФ 13;время импульса дискретногосигнала управления с ШИМ12;частота дискретизацииШИМ12;начальное сопротивление це пи интегрирования (фиг.3);емкость интегрированияШИМ 12. напряжение опорного сигнала ШИМ 12;зарядный конденсатор ШИМ;входное напряжение ШИМ 12или выходное ЦАП 11;постоянный коэффициент. ЙгенЦ =К Х =К - ,вх г г гВращ коэффициент преобразования ЦАП 11;число импульсов в счетчике 8 импульсов 4 Очастота импульсов генератора 6 импульсов;частота вращения объектабалансировки. 45Подставляя значение П в формулу(3), получают Брп СЕ (5)и ЕраЩ юген заменяют постоянные величины коэффи-циентом Кз тогда частота настройки ПИФ 3 определяется Кз"ф 2 Я Я С пращ Ф ( ) так как величина дроби является константой, то функция управления перестройкой фильтра по управляющей цепи является линейной,пропорциональной частоте вращения объекта во всем диапазоне перестройки по частоте.Применение предлагаемого устройства для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел позволяет автоматизировать процесс измерения параметров дисбаланса вращающихся тел в широком диапазоне частот вращения. Формула изобретения Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел по авт. св. 1 е 1151845, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации процесса измерения в широком диапазоне частот вращения, оно снабжено последовательно соединенными цифроаналоговым преобразователем, информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика импульсов, а вход записи - с четвертым выходом блока управления и широтно-импульсным модулятором, а измеритель дисбаланса имеет перестраиваемый избирательный фильтр, выход которого представляет собой выход измерителя дисбаланса, а управляющий вход соединен с выходом широтно-импульсного модулятора.,Муска Карре Редак овецка Заказ 2352/ Проектная зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород Тираж 776 НИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Р