Устройство для определения дисбаланса роторов

(191 111 ц 4 0 О м 1/22 ЗСЦТ иа ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ ТЕЛЬ ельство СССР1/22, 1981.ьство СССР1/22, 1978.ьство СССР1 /10, 1 980,11 РЕДЕЛЕНИЯ Д 1 е свиде О 01 Мсвидете 001 М свидетеС 01 МГВО ДЛЯРОВ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к балансировочной технике. Целью изобретенияявляется повышение точности и производительности и расширения диапазоначастот. 11 ри вращении ротора 2 колебания измерительной рамки 1 вызываютмодуляцию светового потока, воспринимаемого фотодиодом 6, Широтно-импульсный модулировапнь 1 й сигнал с выходаусилителя-ограничителя 7 обрабатывается в блоке 10 измерения параметровдисбаланса, включающем схемы 11 и12 измерения амплитуды и Фазы дисбаланса и схему синхронизации. 4 ил.Изобретение относится к бялансировочной технике и может быть использовано для автоматического определения параметров дисбаланса роторов при динамической балансировке.Целью изобретения является расширение диапазона частот, повышение точности и производительности.Ня Фиг. приведена Функциональная схема устройства, реализующего способ определения дисбаланса роторов; на Фиг.2 - временные диаграммы работы . Устройства при дисбалансах Р, и Р причем величина Р, больше величины Р , а угол дисбаланса ц больше угла ы ; на Фиг.З - схема установки Флажкя относительно передатчика светового потока и Фотоприемника; на Фиг.4 - диаграмма, поясняющая получение ШИМ сигналя на выходе Фотоприемника при величинах дисбаланса Р Р,Р Устройство содержит измерительную рамку 1 с балансируемым ротором 2, блок 3 приводя, связанный с измерительной рамкой 1, Флажок 4, установленные по разные стороны последнего источник 5 света, и Фотодиод 6, соединенный с ним усилитель-ограничитель 7, и последовательно соединенные датчик 8 метки, усилитель 9 и блок 10 измерения параметров дисбаланса, включающий в себя схему 11 измерения амплитуды дисбаланса, схему 12 измерения фазы дисбаланса, схему35 13 синхронизации и генератор 14 опорной частоты, схема 11 измерения амплитуды дисбаланса выполнена в виде последовательно соединенных умножите лей 15 частоты на М, входы которых соединены с выходами усилителя 9 и генератора 14 опорной частоты, шразрядного счетчика 16 импульсов, постОянного запоминающего устройства 45 17 (113 У) и выходного регистра 18, схема 12 измерения Фазы дисбаланса выполнена в виде последовательно соединенных умножителя 19 частоты на Б, входы которого соединены с выходами усилителя 9 и генератора 1450 опорной частоты, и-разрядного счетчика 20 импульсов и второго выходного регистра 21 и НЯ-триггера 22, В-вход которого соединен с выходом усилителя 9, а выход - с обнуляющим входом и-разрядного счетчика 20 импульсов и с входом записи второго выходного регистра 21, я схема 13 синхроннэации выполнена в виде последовательно соединенных Б-триггера 23, В-вход которого соединен с его инверсным выходом, я С-вход - с выходом умножителя 5 частоты на М, второго ш-разрядного счетчика 24 импульсов, регистра 25 памяти, С-вход которого соединен с выходом усилителя-ограни" чителя 7, с Н-входами обоих ш-разрядных счетчиков 16 и 24 импульсов и с С-входом первого выходного регистра 18 и схемы 26 сравнения, вторая группа входов которой соединена с выходами первого ш-разрядного счетчика 16 импульсов, а выход - с Б-входом ББ-триггера.Устройство работает следующим образом,Флажок 4 устанавливают так, чтобы он полностью перекрывал поток оси ист точникя 5 света к Фотодиоду при величине дисбаланса меньше допустимогоУ а при большей величине - частично пропускал лоток (Фиг.З)ри вращении ротора 2 колебания рамки 1, пропорциональные величине дисбаланса (например, Р, или Р. ), сообщают колебания Флажку 4, который модулирует световой поток от источника 5 света к Фотодиоду 6 таким образом, что на выходе усилителя-ограничителя появляется широтно-импульсный модулированный (ШИМ) сигнал С, или(фиг,2 а), который поступает на вход установки в 0 ш-разрядного счетчии 11ка 16 импульсов и на вход записи выходного регистра 18 и разрешает работу ш-разрядного счетчика 6 импульсов на время длительности импульса 7 В конце интервалав ш-разрядном счетчике 16 импульсов накапливается число Х (Фиг.2 б), которое описывается выражением Х = Мс/Т. Значение коэффициента М умножения частоты и разряднос ть ш счетчика 16 импульсов, ПЗУ 17 и выходного регистра 18 выбирают в зависимости от требуемой точности измерений ампЛитуды дисбаланса 1). Двойные коды с выходом ш-разрядного счетчика 6 импульсов поступают на адресные входы ПЗУ 17, ячейки которого запрограммированы в соответствии с выражением В = А /сов н Х. В процессе счета импульсов эа время С число Х ия адресных входах 1 ЗУ 17 линейно и непрерывно увеличивается,1 1924 10 Импульсы с частотой следованияМ/Т с выхода умножителя 15 частотыпоступают на Р-триггер 23 (делительна два) и далее нз счетный вход шразрядного счетчика 24 импульсов, 15на вход установки н ц 0" которого при.ходят импульсы длительностьюПри этом число У в счетчике 24 импульсов в каждый момент времени будет в два раза меньше (Фиг.2 в), чем 20число Х в счетчике 16 импульсов. 11 оспаду первого импульса, пришедшего на вход записи регистра 25, кодчисла У = Х/2 из счетчика 24 переписывается в регистр 25 памяти(Фиг,2 г) и поступает нз перные входысхемы 26 сравнения, Нри поступлениивторого и последующих импульсов Гна вторые входы схемы 26 сравнецияпоступает нарастающий код с выхода 30счетчика 16 импульсов. На выходесхемы 26 соаннения появляется импульсв середине импульса с (Фиг,2 д), т,е,через время Г /2 от Фронта импульсатак как в этот момент коды счетчика 16 импульсон и регистра 25памяти совпадают, Этот импульс устанавливает ВБ-триггер 22 по Б-входув состояние "1" (Фиг.2 ж), чем разрешается работа и-разрядного счетчика 4020 импульсов, на счетный вход которого поступают импульсы с частотойР=Ы, где Г = 1 /Т, (с - ), ЗначениекозФФициента умножения частоты иразрядность и счетчика 20 импульсов и 45выходного регистра 21 выбирают в зависимости от требуемой точности измерения Фазы дисбаланса, например,при отсчете в градусах с погрешнос-тью +1 Г 1 = 360, и = 9 двоичных разрядов.При поступлении импульса опорнойметки (Фиг,2 е) на Р-вход РБ-триггера22 он сбрасывается, код числа ц,пропорционального Фазе дисбалансами,или , переписывается из счетчика20 импульсон (Фиг.23) в выходной регистр 21, а счетчик 20 импульсов обнуляется. Код на ныходе выходного Устройство для определения дисбаланса роторон, содержащее измерительную рамку, связанный с цей Флажок, блок принодя, устанонлецные по разные стороны Фляжка источник света и Фотодиод, соедицеццыц с последним усилитель-ограничитель, и последоняа значит увеличивается код щ-рзз 1рядного числя 1), но в выходной регистр 18 по спаду импульса ь записывается последнее из текущих значений В , которое является результатом измерения амплитуды дисбаланса, а т-разрядный счетчик 16 имцульсон обнуляется (Фиг,26),134,е, истра 21 соответствует углу лц" лзцся.Таким образом, ца выходе схемы 11измерения амплитуды дисбаланса ц сц,:ду импульсанырабятывается циФронойкод амплитуды дисбаланса, я по спадуимпульса опорной метки на выходе схе"мы 12 измерения Фазы дисбаланса вырабатывается циФровой код Фазы дисбаланса. Эти коды янляются результатом измерения параметров дисбаланса,Устройство может быть реализованона микросхемах средней степени интеграции, например серии К 555, счетчики 16, 20 и 24 нз элемецтахК 555 ИЕ 5, регистры 18,21 и 25 - наК 555 ТМ 8, ПЗУ 17 - К 556 РТ 4, К 556 РТ 5.К 573 РФ 4, схема 26 сравненияК 555 СП 1, усилители - К 140 У 17, а схема умножения частоты на Г 1 илц Л можетбыть выполнена на следующих микросхемах: источник света - светодиодАЛ 107, Фотодиод - КФ)1 М. При выполнении устройства на микросхемах указанных серий для нормальной работы устройства выход усилителя-ограничителя7 соединяют с Б-входами счетчиков 1 би 24 и с С-входами регистров 18 и 25через элемент НЕ,Использование устройства позволяет повысить точность измерения параметров дисбаланса и помехозащищенность измерительного канала, так кякизмерение дисбаланса осуществляетсяс помощью широтно-импульсной модуляции, где инФормация о значении амплитуды дисбаланса кодируется дискретными импульсами, При этом значительно расширяется диапазон частот вращения ротора при измерении параметров дисбаланса, так как в устройствеотсутствуют частотцозависимые цепи иинерционные блоки, инФормация обрабатывается в циФроной Форме, а этодает возможность подключить измерительное устройство к электроннойвычислительнои машине и существенноповысить производительность балансировки. Формула изобретениятельно соединенные датчик метки, усилитель и блок измерения параметров дисбаланса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона частот, повышения точности и производительности, оно снабжено генератором опорной частоты, а блок измерения параметров дисбаланса выполнен в виде схемы измерения ампли ,туды, включающей в себя последовательно соединенные умножитель частоты на М, входы которого соединены с вы,ходами усилителя и генератора опорной частоты, щ-разрядный счетчик импуль сов, постоянное запоминающее устройство и выходной регистр, схемы измерения Фазы, включающей в себя последовательно соединенные умножитель частоты на И, входы которого соедине ны с выходами усилителя и генератора опорной частоты, и-разрядный счетчик импульсов и второй выходной регистр и ВЬ-триггер, В-вход которогосоединен с выходом усилителя, а выход - с обнуляющим входом п-разрядного счетчика импульсов и с входомзаписи второго выходного регистра, исхемы синхронизации, включающей в себя последовательно соединенные Ртриггер, Р-вход которого соединен сего инверсным выходом, а С-вход -с выходом умножителя частоты на М,второй ш-разрядный счетчик импульсов,регистр памяти, С-вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя, с В-входами обоих ш-разрядныхсчетчиков импульсов и с С-входом первого выходного регистра, и схемусравнения, вторая группа входов которой соединена с выходами первого шразрядного счетчика импульсов, а выход с Б-входом ВЯ-триггера..Повх едак Заказ 804 46 Подписноомитета СССР и открытий ская наб., д, 4/5 олиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 иэволственн ВНИИПИ Госпо делам 113035 Москв к 847 рственн обретен3-35, Р