Устройство измерения параметров дисбаланса

.МилюшингоЬЕг, РЕТЕГАвзвис Ьиепект фирмы ообо Огци, ЬпПс,"ОегЬ,ство ССС2, 1981,ство ССС 22 1985 го устроиства яврения угла дисбанелинейностьюения угла дисба авива ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Калужский завод арудования им, 60-летия(7) Е, В,Мал а хина и Н. Н56) Неггпапп ВгиппепцМЕЬчег 1 аЬгеп и бегНо 1 щапп 1 пГо а 2. ПрасНоТгпэпп ОГЛЬН",Авторское свидетельМ 974172, кл, 6 01 М 1/2Авторское свидетельК 1295239, кл, 6 01 М 1 Изобретенйе относится к измерительной технике и может найти применение при проектировании и реализации станков для динамической балансировки якорей коллекторных электродвигателей.Известно устройство измерения параметров дисбаланса изделий, содержащее датчик дисбаланса, два канала измерения ортогональных составляющих дисбаланса, выполненные каждый в виде последовательно соединенных аналоговых умножителя, рвязанного выходом с датчиком дисбаланса и интегратора, сумматора, связанные с ним регистратор величины дисбаланса, э также последовательно соединенные датчик опорного сигнала и формирователь ортогональных опорных сигналов, выходы которого связаны со вторыми входами аналоговых умножителей и блока измерения угла дисбаланса, а входы сумматора 54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИ РОВ ДИСБАЛАНСА57) Изобретение относится к б ной технике. Цель изобретени ние точности и надежности изменения частоты вращения опор воспринимают датчики 1 са, а информацию о частоте датчик 4 углового положения. через порт вывода управляет логового коммутатора 3, сое . аналого-цифровым преобразов зультаты с выхода микроЭВМ нэ блок 9 отображения информ лансировочя - повыше- в условияхКолебания 2 дисбаланвращения - МикроЭВМ 7 аботой ана- ИНЕННОГО С ателем 6, Ре поступают эции, 1 ил. подключены к выходам аналоговых интеграторов.Недостатком известноляется погрешность измеланса, обусловленнаясумматора и блока измерланса,Известно также устройство для измерения параметров дисбаланса, содержащеедатчик дисбаланса, соединенный с ним масштабно-временной преобразователь, дваканала измерения ортогональных составляющих дисбаланса, выполненные каждый ввиде последовательно соединенных аналоговых умножителей, связанных входом с выходом масштабно-временного преобразователя, двух интеграторов, двух инверторов,двух ключей, а также двух вторых аналоговых ключей, связанных сигнальными входами с выходами интеграторов соответственно, а выходами - с выходами первыхключей соответственно, датчик опорного сигнала, связанный с ним Формирователь ортогональных опорных сигналов, входы которого связаны со вторыми входами аналоговых умножителей, последовательно соединенный сумматор, фильтр низких частот и регистратор величины дисбаланса, последовательно соединенный импульсный генератор, делитель частоты и дешифратор, выходы которого соответственно подключены к объединенным вместе управляющим .входам ключей, причем выходы последних связаны со входами сумматора. Кроме того, устройство содержит блок измерения угла дисбаланса, выполненный в виде последовательно соединенных ограничителя, ВЯ- триггера, ключа, счетчика импульсов и цифрового индикатора угла, вход ограничителя связан с выходом фильтра низких частот, второй вход ВЯ-триггера - с первым входом дешифратора, сигнальный вход ключа - с выходом импульсного геератора 121.Преимуществом известного устройства является искл 5 оче 11 ие погрешностей, обусловленных зависимостью коэффициента преобразования дополнительных аналоговых умножителей от амплитуды опорного сигнала,Однако известное устройство обладает погрешностями измерения величины угла дисбаланса, свойственными аналоговым реша 1 ощим цепям, Эти погрешности определяются температурной зависимостьЮ параметров -аналоговых электронных элементов, а также влиянием величины напряже(ия питания,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство, содержащее датчики дисбаланса, связанный с ними измерительный прибор с аналого-цифровым преобразователями, датчик отметки угла, соединенный с ним счетчик, генератор опорного сигнала, выход котороо соединен со вторым входом счетчика и приемник информации, а также .процессор с блоком памяти, связанными с выходом счетчика двугля угловыми и одним частотным буферными рс 1.истрами, входы разрешения записи двух первых рсгистров соединены с измеритель 1 ым прибором, а третьего - с датчиком отметки угла, модулем интерфейса, связывающим входы всех буФерных регистров и а 1 алого-цифровых преобразователей с процессором и приемником информации и элементом задержки; вход которого соединен с выходом датчика отметки угла, а выход - с обнуляющим входом счетчика, генератор опорного сигнала вь 1 полнен в виде электронного бло ка с фиксированной рабочей частотой, лежащей в пределах где и - разрядность счетчика и процессора,ю - частота вращения якоря, Гц.Работает известное устройство следующим образомБалансируемый якорь устанавливают в опоры и разгоняют до частоты вращения при балансировке. Затем процессор через интерфейс опрашивает аналого-цифровые преобразователи и буферные регистры. Счетчик регистрирует импульсы генератора опорного сигнала и передает код в регистры 10 15 при поступлении сигнала разрешения записи, который формируется из импульсов дисбаланса. Запись в буферные регистры осуществляется сигналом с датчика отметки угла. Тем же сигналом, задержанным во времени, производится обнуление счетчика, Код из буферных регистров процессор делит на код частоты вращения, в результате чего получает нескорректированные углы 20 25 дисбаланса для обеих плоскостей коррекции. Далее в цикле повторяется опрос буферных регистров, В этом же цикле вычисляются и накапливаются значения неЗ 0 корректированных углов, которые в концецикла усредняются, а результат умножаетсяна 360 для получения значения этого угла вградусах, Далее устройство производит поэталонному якорю определение константыЗ 5 для коррекции фазового сдвига, После измерения процессор производит коррекци 1 оугла дисбаланса обеих плоскостей и выдаетих значения через интерфейс в регистрирующее устройство.40 Недостатком известного устройства яв.ляется то, что погрешность опрсделсния угла обусловлена погрешностью Формирования импульсов дисбаланса, особенно приналичии шумов в сигнале дисбаланса. Кро 45 ме того, применение нескольких аналогоцифровых преобразователей усложняетсхему устройства и вносит дополнительнь 1 епогрешности в результаты определения величины дисбаланса.Цель изобретения - повышение точно.сти и надежности,Эта цель достигается тем, что устройство снабжено аналоговым коммутатором,входы которого соединены с датчиком дис 55 баланса, а выход- с входом аналого-цифрового преобразователя, и соединеннымидатчиком углового положения и делителемчастоты, вь 1 ход которого соединен с интерФейсом, а вход - с входом пуска аналого- г(.) 1(г)- )-е значение отсчета в )-м периоЦде первой (второй) плоскости Ц = О, 1, 2;, М);Далее микроЭВМ 7 через порт вывода подает управляющий сигнал на вход управлений аналогового коммутатора 3, при этом происходит отключение выхода датчика 1 дисбаланса от аналогового входа аналогоцифрового преобразователя б и подключение к этому входу выхода датчика 2 дисбаланса, МикроЭВМ 7 вновь переходит в режим синхронизации, ожидая логической единицы на выходе делителя частоты 5, по обнаружению которого производит прием и подсуммирование Р х М выборок аналогового сигнала датчика 2 дисбаланса. По окончании приема и подсуммирования данных М-го периода микроЭВМ 7 вычисляет по формуле (1) среднее арифметическое значение для каждого из Р-отсчетов,Затем иэ полученных усредненных значений Р отсчетов для каждой плоскости измерения микроЭВМ 7 производит вычисление синусной А 1(г) и косинусной В(г) составляющих ряда Фурье в соответствии с соотношениями; Индексы 1 и 2 указывают, что соотношение относится в первой (второй) плоскости измерения соответственно,Для искл;очения сложных арифметических вычислений и сокращения времени2 тг2 йфункции эи - сов, представлены таблично и хранятся в блоке памяти мик- роЭВМ 7.Значение арктангенса угла дисбаланса для каждой плоскости измерения вычисляется по следующему соотношению; в В 1(г) агстрр(г) =Полученное д му соотношен ю значение арктангенса угла дисбаланса для обеих плоскостей измерения являются нормированными в пределах арктангенсов угйлов 0 - д, Из таблиц, хранящихся в блоке памяти, микроЭВМ 7 в однозначном соответствии с полученными значениями арктангенсов выбирает нормированные,тгзначения углов в пределах 0 - д и соответствующие им коэффициенты нормированиямодуля дисбаланса, Затем микроЭВМ 7производит вычисление модуля 01(г) дисбаланса для каждой плоскости по формуле: О(г) - вах 1А(г) ,В 1(г))К(г) где К 1(г) - коэффициент нормирования модуля для первой (второй) плоскости измерения. По соотношению между модулями тригонометрических составляющих каждойплоскости измерения с учетом их знака мик- ,роЭВМ 7 определяет реальный угол дисбаланса в каждой плоскости,Полученные таким образом значениявеличины и фазы дисбаланса обеих плоскостей измерения передаются через порт вывода в устройство 9 отображенияинформации. При необходимости может30 быть произведена коррекция вычисленныхзначений углов,Предлагаемое устройство обладает рядом преимуществ: простота конструкции 35 обеспечивает повышенную надежность; измерительная цепь не содержит частотно-зависимых компонентов, следовательно - она не вносит амплитудно-фазовых погрешностей в конечный результат измерения; применение операции усреднения значений отсчетов и дискретного преобразования Фурье позволяет достаточно эффективно выделять полезньй сигнал в условиях наличия помех, в том числе и с кратными частотами; формирование импульсов запуска аналого-цифрового преобразователя 6 осуществляется посредством взаимодействия пазов якоря и датчика углового положения, что также. приводит к повышению точности и надежности результатов измерения в условиях непостоянства частоты вращениядэктор В.Фельдма Корректор С.Шекмар Заказ 424 ТиражИИПИ Государственного комитет113035, Москва,писноеоткрытиям при ГКНТ СССР о изобретениям и 5, Раушская наб.,Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения Устройство измерения параметров дисбаланса, содержащее датчики дисбаланса, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор с блоком памяти и портом выводе, связанный с микропроцессором интерфейс и блок отображения информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью пОвышения точности и надежности, оно снабжено аналоговым коммутатором. входы которого соединены с датчиками дисбаланса, а выход - с входом аналого-цифрового преобразователя, и соединенными датчиком углового положения и делителем частоты, выход которого соединен с интерфейсом, а вход - с входом пуска аналого-цифрового преобразователя, соединенного через интерфейс с микропроцессором, порт вывода которого соединен с управляющим входом аналогового коммутатора и входами блока отображения информации.