Устройство для измерения параметров движения рулонного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 1)4 001 В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт ппеночных материалов и искусственной кожи(56) Авторское свидетельство СССРМ 1208229, кл. 0 01 В 7/02, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ РУЛОННОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель - улучшениеэксплуатационных характеристик и р.".сширение функциональных воэможностейза счет обеспечения измерения такжеи скорости при независящей от толщины измеряемого м;териала величинедавления измерительного блока на материал, Движение измеряемого материала 27 передается измерительному ро 80149386 лику 1, зубцы 5 которого наводят ЭДС в магнитной считывающей головке 8.ЭДС на выходе головки 8 в период прохождения впадин 6 равна нулю. Так как зубцы 5 разных ферромагнитных дисков 3 имеют разный знак намагниченности, а площади поперечных сечений зубцов 5 различны; то наводненые в головке 8 импульсы разнополярны, различны по длительности и одинаковы по амплитуде, Импульсы поступают на вход блока 9 измерения скорости, в котором они проходят через фильтр 1 О нижних частот, где помехи отфильтровывают, и поступают на распознаватель 13 направления движения. В сумматоре 11 образуется последовательность одно- полярных импульсов, пиковый детектор 14 формирует сигнал, пропорциональный скорости вращения ферромагнитного измерительного ролика 1, а индикатор 16 скорости фиксирует ее величину, С выхода сумматора 11 од,и ир)п е цкцу 1 ьсь постуНюг через1 п)рмировдтель импульсов, ключ 22 или24 прямого или реверсивного счетац реверсивцый счетчик 25 на индикаторплицы, С в)хода фильтра О нижнихчастот импульсы через детекторы 19,)0 1 о.жц тел ьной и отрицательной по;рцости поступают на логарифмичес 1 з о б 1) ете цие относится к из меригельцой технике и может бьть исполь.дц;жени рулонного материала,1 ель цэобре гения - улучшение эксшудтдциоНых характеристик и расши-. рение функциональных возможностей эд счег обеспечения измерения также ск)рости при независящей от толщинь иэмеремого материала величины давления измерительного блока нд материап и измерения также и цеферромдгнитцыхдери алов,11 фиг, 1 изображен ферромагнитныйи з ме р и т е.1 ьны й р оп и к; и а фи г2средство ц)рмровация давления; нафиг. 3 - функциондльная схема устройсгва, Усройс гво для измерения пдраметров движения рулонного материала содержит ферромагнитный измерительныйрНгик 1, )ыолценный в ниде установленных нд одной оси 2 двух ферродгнитных исков 3 и рдэмещенного междуними кольцевого магии га 4, ориентированного и)лн сами к их горцовымпонерхцосг.1, Ободы ферромагнитныхдисков 3 Выполнены в виде чередующихс зубцов 5 и впадин 6, д ферромагнитные 1 ск 3 установлены со смещением олин )тносите)ьно цру гого нд 45 ве:Нчццу зубца 5, все свободное пространство ферромагнитного измеритель- и) го ролика 1 з Вполнео немагнитным фр кци опматериалом 7. Зубцы 5 каждо) ферромдгцитно)о диска 3 цап - рдвлены к друг )му ферромагнитному диску 3 бе)ехдц) еского контакта с цим и бок )цьи поверхностями смежных э ч б 1 о В ).В 1у б ц о В 5 и с р дл)1 ел ь ць) исобои д нх внешние поверхцос. -55;пи ды В цилиндрическую поверх- ир )щ Нн) ер;1 цп гного и)мере г 1) р 11 к; 1, при эт)м )11)п 1; 111);) 1 и : ):1 Н 1 й эубц)в 51)е,)р)м 1 кие усилители 2и 23, когорые формируют сигналы, пропорциональныеплощади пос гупивших Вх)д)п)х и мпул ьсов, поступаюцце нд вторые клеммыключей 22, 24, при этом сработаеттот ключ, си гнал на упр двляю цем входекоторого относи тел но об)цей шиныбольше по амплитуде, 3 э, и, ф-лы, 2 и.1 нитных дисков 3 различны. В зонемагнитного действия зубцов 5 расположена магнитная считывающаяся головка 8, один вывод обмотки ко гор)й подключен к входу блока 9 измеренияскорости, а другой Вывод - к общейшине. К входу блока,б цзмерени скорости подсоединен вход фильтра 10нижних частот, выход к)тор)го соединен с первым входом сумматора 11,инвертором 12 и первьм входом рдспоэндвдтеля 13 направленя движения, Выход сумматора 11 соединен с пиковымдетектором 14 и входом блока 5 измерения длины, Выход пикового детектора 14 соединен с индикатором 16скорости и через вход-Вход оптоэлектронной пары 17 соединен с магнитнойсчитывающей головкой 8,Вход блока 15 измерения длины соединен с входом формироватеч 18 импульсовв, которо го соединен с вторым входом р аспоз навателя 1 3 напр авл ения движения. К первому входу распознавателя 13 направления движения подсоединены анод и катод соответственно детектора 19 положительной полярности и детектора 20 отрицательной полярности,Выход детектора 19 положительной полярности соединен с входом логарифмического усилителя 21, выход которого подключен к плюсов )й клемме питания ключа 22 прямого счета, вхацкоторого соединен с вторым входомраспознавателя 13 направления движения, Выход детектора 20 отрицательной полярности соединен с входомлогарифмического усилителя 23, выход которого соедине с отрицательной клеммой пи гания ключа 24 реверсивного счета, вход которого соединен с входом распознавателя 13 направлеНя движения, управляющий входключа 22 прямого счета и ключа 24реверсивного счета подключен к )б 493863щей шине, а их отрицательная и положительная клемм питания соединенымежду собойВыход ключа 22 прямогосчета соединен с прямым входом а95выход ключа 24 реверсивного счетасоединен с реверсивным входом реверсивного счетчика 25, выход которогоподключен к индикагору 26 длины.В зоне магнитного действия ферромагнитного измерительного ролика 1,соприкасающегося с поверхностью материала 27, с противоположной от негостороны измеряемого материала 27,расположено средство 28 нормирования 15давления ферромагнитного измерительного роликана измеряемый материал27, Средство 28 нармирования давлениясостоит иэ прижимного ферромагнитного ролика 29, снабженного задатчиком 2030 давления на материал, Задатчик30 давления на материал может бытьвыполнен, например, в виде двух скоб31 с пазом 32, обеспечивающим возможность перемещения прижимного ферромагнитного ролика 29, размещенногов скобах 31 с помощью оси 33, Положение скоб 31 фиксируется в стойке 34с помощью винта 35 с гайкой 36, Осьподвешена на четырех компенсационных 30пружинах 37, навивка которых изменяется по з аданному э акону ( н пример,величина усиЛия сжатия-растяженияпружин 37 прямо пропорциональна квадрату расстояния от ферромагнитного35измерительного ролика 1 до пассивногоферромагнитного ролика 29),Устройство работает следующим образом,Измеряем 1 й материал 27 заправляет Ося между ферромагнитным измерительным роликом 1 и прижимным Ферромагнитным роликом 29, Путем измененияположения прижимного ферромагнитногоролика 29 с помощью эадатчика 30 давления, предусматривающего, например,перемещение оси 33 в пазах 32 скоб 31и ее фиксацию на стойке 34 с помощьювинта 35 и гайки 36, величина давления подбирается таким образом, чтобыустройство для иэмерения параметровдвижения рулонного материала не оказывало деформирующего воздействияна измеряемый материал 27, Постоянство давления при изменении толщины 55измеряемого материала 27 обусловленоналичием средства 28 нормированиядавл е ни я, В сл у ч а е вы пол не ни я ср едства 28 нормирования давления в вицечетырех компенсационных пружин 37, попарно-противоположно расположенных на концах оси 33, усилие сжатия-растяжения компенсационных пружин 37 компенсирует вариацию силы магнитного притяжения прижимного измерительного ролика 29 к ферромагнитным дискам 3 с кольцевым магнитом 4. Компенсация происходит эа счет того, что усилие сжатия-растяжения компенсационныхпружин 37 прямо пропорционально квадрату укаэанного расстояния,В случае измерения параметров движенил ферромагнитных тел необходимость в средстве 28 нормирования давления отпадает, а ферромагнитные диски 3 находятся в магнитном взаимодействии непосредственно с измеряемым объектом,Движение измеряемого материала27 передается ферромагнитному измерительному ролику 1 и вызывает еговращение вокруг оси 2, При этом отсутствие проскальзывания Ферромагнитного измерительного ролика 1 относительно измеряемого материала 27гарантируется наличием магнитногозацепления между роликами или междуферромагнитным измерительным роликом 1 и поверхностью ферромагнитногоизмеряемого материала, а также взаимодействием немагнитного фрикционного. материала 7 с измеряемым материалом 27, Зубцы 5, проходя через зонурасположения магнитной считывающейголовки 8, наводят в псследней ЗДСиндукции, ЭДС на выходе магнитнойсчитыв ающей голов ки 8 в период пр охождения впадин 6 равна нулю, Вследствие того, что зубцы 5 разных фер"ромагнитных дисков имеют разный гзнак намагниченности, а площадь поперечного сечения зубцов 5 одного ферромагнитного диска 3 отличается отплощади поперечного сечения зубцов 5другого ферромагнитного диска 3,наводите в магнитной считывающейголовке импульсы будут разнополярны,а положительные и отрицательные импульсы будут отличаться по длительности при практически одинаковой амплитуде, т,е, площадь разнополярныхимпульсов будет не одинаковой, Наведенные импульсы поступают на входблока 9 измерения скорости, в котором они проходят через Фильтр Онижних частот, благодаря чему сигналпомехи отфильтровывается, и поступа 149 386 Эе г ца первый вход распознавателя 13цапранления движения, Полгжигельцыеимпульсы поступают на перый входсумматора 11, При этом на его втором5входе при сут ствует нулевой си гнал,поскольку Ферромагнитные диски 3 .мещены друг относительно друга ца величину зубца 5, а любой зубец 5 одного ферромагнитного диска 3 не имеет механического контакта со сксжк,ми зубцами 5 другого ферромагнитногодиска 3 (те, между соседними убцами 5 есть зазор), соседние разнополярные импульсы с магнитной считывающей головки 8 идут с временным сдвигом, Отрицательный импуль инверти руется ицвертором 12 и поступает навторой вход сумматора 11, Таким образом, ца выходе сумматора1 обра- Озуется последовательность одцополярных (в рассматриваемом примере практической реализации положительных)импульсов. На выходе пикового детектора 14 сигнал пропорционален амппитудам импульсов, посгупивших ца еговход, Амплитуда импульсов ЭДС индукции пропорциональна скорости вращения ферромагнитного измерительногоролика 1, соответственно индикатор 3016 скорости фиксирует ее величину,С целью расширения динамическогодиапазона измерения сигнал с пикового детектора 14 по цепи обратной сряэи через оптоэлектронную пару 11,обеспечивающую гальваническую развязку цепей подается на обмоткумагнитной считывающей головки 8,сдвигая ее рабочую точку вниз по петле Гц тереэиса, Таким образом, насы Ощения магии гной считывающей головки 8, которое может наступить припревышении скорости вращения .Ферромагнитного измеригельного ролика 1определенной величины, не происходит.Блок 15 измерения длины работаетследующим образом,Однополяр ны е импульсы по ступаю гс выхода сумматора 11 на вход блока15 измерения длины, к которому под 50,ключен вход формирователя 18 импуць-,сов, с выхода которого счетные прямоугольные импучьсы со стандартными параметрами на второй вход распознавателя 13 направления движения и на входы ключей 22, 24 прямого сче- та и рверсцвцого счета, Одновременцо с и р эцоц лярные импульсы с разлц ц ) длит ель 1 стью с выхода фильтра 1 О нижних частот поступаютца первый вход распознаателя 13 направления движения, к которому подключены детектор 19 положительной полярности и детектор 20 отрицательной полярно сти, Имлул ьсы с выходо в детекторов поступают на входы логарифмических усилителей 21 и 23, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные площади поступивших входных импульсов, Посколькудлительность импульсоразлична при равной амплитуде, их площади и уровни; детектируемых сигналов различной полярности неравны, При этом ключи 22 и 24 прямого и реверсивцо.осчетов по питанию включены последовательно, а их управляющие входы подключены к общей шине, Слсдоватсльно, при одновременном пос гуплеции соответственно на положительную клемму питания ключа 22 прямого счета положительного сигнала с выхода своего логарифмического усилителя 21 и на отрицательную клемму питания ключа 24реверсивного счета сигналов с выхода логарифмического усилителя 23, сработает тот ключ, сигнал ца уира- ляющем входе которого относительно общей шины больше по амплитуде, Одновременность поступления импульсов на ключи обеспечивается тем, что постоянные времени логарифмических усилителей 21 и 23 выбраны таким образом, что сигналы на их входах по длительности перекрываются, Соответстенно счетные импульсы поступят навход прямого или реверсивного счетареверсивного счетчика 25, Число импульсов, зарегисгрированным реверсивным счетчиком 25, преобразованноев единицы длины материала, пройденного через устройство для измеренияпараметров рулонного материала, ицдуцируется индикатором 26 длины. Присмене направления движения материала соответственно поменяется полярность импульса большей амплитуды исработает тот ключ, который в прелыдущий момент времени был выключен,подав счетные импульсы на другойвход реверсивного счетчика 25,Таким образом, устройство для измерения параметров движения рулонного; материала помимо его длиныспособно измерять расширенный диапазон линейных и угловых скоростей су че г ом рев ер сивного движения объект аизмерений при обеспечении цезавися - щей от толщины иэеряемого материала величины давления измерительногоблока нд материал,Формулаизобретения1, Устройство для измерения параметров движения рулонного материала,содержащее блок измерения длины,включающий последовательно соединенцые распознаватель направления движения, реверсивцый счетчик и индикатор длины, ферромагнитный измерительный ролик, выполненный в виде установленых н Одной Оси двух ферроманитных дисков и размещенногомежду ними кольце во го мд гцц та, ориентированного полюсами к торцовым по - верхностям ферромагнитных дисков, последние выполнек с чередующимися зубцами и Впадинами и устдновлеысо смещением один относитнльно другого нд величину зубца, и магнитную считывающую головку, устдцовленную В зоне магнитного д йствия зубцов Впадины заполнены цемагцитцым фрикционным материалом, о т л и ч д ющ е е с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик и расширения Функциональных возможностей э а счет обеспечения из меренця тдкке и скорости движения рулон:ого материала, оцо снабжено средстВом нормирования величины давления ферромагнитного измерительного ролика а измеряемыи материал и блоком измерения скорости, Выполцецным в виде последовательно соединенных оптоэлектронной пары, фильтра цижих частот, инверторд,.сумматора, пико- ного детектора и индикаторы скорости, блок измерения дгины выполнен с формирров ателем импул ьсОВВхОдОм соеди ценным с выходом сумматора распознаватель напр двления движения - в виде последовдтельцо соединенных детектора положи тел ьной полярности, пер вого ло арифмического усилителя и ключа прямого счета, пес едовательцо соедццеццых де гектора отрицательной полярности второго логарифмического у силителя и ключ д рс В р си Вого счета. выход фильтра нижних частот соединен с вторым входом с. Мматора и входдмц положительной и ооицдтельцой полярности, выход фор.;1 ровдтеля импульсов через ключи цря мог о и реверсивного счета соединен с Входдми прямого иреверсивного счегд реверсивного счетчика, отрицательная клемма питания 10 ключа прямого счет . соединена с положительной клеим.:питания ключареверсивного счет., их управляющие входы предназначев для соединения с общей шиной, выход пикового детекто рд через оптоэлектронную пару соединен с одним концом обмстки магнитной считывающей головки, второй конец которой предназначен для соединеци; с общей шиной, зубцы каждогг ферромдг 2 О нитного диска направлены к другомуФерромагнитному диску, осц зубцовпараллельны между собойа цх внешниеповерхности вписаны в цилиндрическуюповерхность врдщеция Ферромагптцого 25 ролика, площади поперепых сеченийзубцов ферромдгнцтцыХ дисков рдэлич 2, Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что средство цориЗО рования величины ддвлеция ферромагнитного измерительного ролика на измеряемой магеридл вьцолцецо в вицеподвижного в радцальом направленииферромагнитного прижимного ролика,ось которого параллельна оси измерительного ролика, а цх радиусы лежатна одной прямой, и задатчика величиныдавления на измеряемый материал,соединенного с Осью прижимного фер ромагнитного ролик;.3Устройство по и,1 о т л и ч аю щ е е с я тем, что свободное внутреннее простр дцсгво ферромагнитногоизмерительного ролика заполнено .неагнитным фрикццонным материалом,4, Устройство по и, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оси зубцов рас. -положены под углом к плоскости перпендикулярной торцовым поверхностямферромагнитных дисков, гак, что линияконтакга ферромагнитного измерительного ролика с измеряемым материаломпересекает внешние поверхности неменее чем двух смежных зубцов