Датчик анализатора циклограммы вращения вала

ОП ИСАНИЕИЗОБВЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскмкСоцмалмстмческмкРеспублик ии 907443(5 )М. Кл. 5 01 Р 3/64 В 01 Р 3/489 Ьеудерстеапае комитет СССР ав делам изобретекий и етерытий15 Изобретение относится к технике измерения угловой скорости и ускорения неравномерно вращающихся валов с циклически изменяющейся нагрузкой, к технике оценки характера их изменения в зависимости от поворота контролируемого вала в процессе вращения от установленного нулевого значения угла, Может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП), когда требуется оценить на соответствие норме циклограммы вращения контролируемого вала, В частности, в текстильной промышленности может быть использовано в АСУТП ткачества при контроле циклограммы вращения главных валов управляемых ткацких станков.Известен лабораторный комплекс, обеспечивающий контроль циклограммы вращения главного вала ткацкого станка в процессе научного исследования работы механизмов ткацкого станка. При его исполком. нации осуществляется осциллографирование работы датчиков, связанных с главным валом станка, на временной диаграмме шлейфового осциллографа 11.Недостатком данного комплекса являются большие трудозатраты при его применении на монтаж датчиков, расшифровку осциллограмм, ограниченное число углов поворота, моменты прохождения через которые фиксируются датчиками. Комплекс не нашел широкого применения.Известно также устройство, содержащее электродвигатель, ввл которого механически связан со входным валом электромагнитной муфты, на выходную ось которой надеты маховик., отметчик угла поворота и чувствительный элемент дат чика, погруженный в исследуемую жидкость, В состав датчика входят чувствительный элемент, вход которого механически связан с контролируемым валом, первый выход соединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к первому входу датчика, одновибратор, выходы которого соединены1 О с первыми входами ключа прямого следования и ключа следования с задержкой, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов времени, выход ключа прямого следования непосредственно, а выход ключа следования с задержкой через линию задержки соединены с первым входом счетчика импульсов времени, выходы которого подключены ко входам группы усилителей считывания времени.Датчик обеспечивает измерение вязкости контролируемой жидкости путем измерения временных промежутков между равномерноразнесенными метками в процессе останова первоначально раскручен- ного до требуемой угловой скорости чувствительного элемента и связанных с ним деталей. Таким образом, данное устройство может быть приспособлено ддя измерения циклограммы вращения. Необходимо лишь выделить метку, соответствующую нулевому положению вала 23Однако для контроля поворота вала на каждый из требуемых углов, часто различающихся на доли градуса, количество меток по окружности отметчика угла поворота должйо быть очень большим. В том случае, когда исследованию йодлежит промежуток времени поворота вада на один иди несколько заданных, углов, в память вычислительной машины, к которой подключен выход датчика, поступает большое число избыточных сигналов. Это требует повышенного объема памяти, подключаемой к датчику вычислительной машины и увеличению затрат машинного времени на анализ поступившей информации. Таким образом, недостатком известного устройства является большая избыточность выдаваемой информации.11 ель изобретения - определение нестабильности угловой скорости на любом заранее заданном участке валаПоставленная цель достигается тем, что в датчик введены канал пропускаемых и канал выдаваемых меток, каждый из которых состоит из последовательно соединенных регистра, усилителя считывания, счетчика, дешифратора и формирователя, триггер управления пропускаемых и триггер управления выдаваемых меток, ключ управления пропускаемых и ключ управления выдаваемых меток, причем входы регистров числа выдаваемых и пропускаемых меток подключены соответственно ко второму и третьему входу датчика, выход блока управления соединен 15 20 25 30 35 40 45 50 55 со.вторыми входами усилителей считывания числа, с Р -входом счетчика импульсов времени и с 5 -входом триггера управления выдаваемых меток, Я -вход которого подключен к выходу формирователя выдаваемых меток и Я -входутриггера управления пропускаемых меток,а выход - к первому входу ключа управ-ления выдаваемых меток, второй входкоторого соединен со вторым выходом чувствительного элемента, а выход - с вторым входом счетчика числа пропускаемых меток и с первым входом ключа управления пропускаемых меток, второй вход которого подключен к выходу триггера управления пропускаемых меток, а выход - к входу одновибратора, второму входу счетчика выдаваемых меток и второму входу группы усилителей считывания времени, при этом выход формирователя пропускаемых меток соединен с Р -входом триггера управления пропускаемых меток,На чертеже представлена структурная схема датчика.В состав датчика входят регистр 1 числа пропускаемых меток, в который записывается код числа меток после нулевого значения угла поворота контролируемого вала, сигналы о прохождении которых не выдаются датчиком, регистр 2 числа выдаваемых меток, в который записывается код числа меток, сигналы о прохождении которых выдаются датчиком, блок 3 управления, по команде извне включающий датчик в работу, чувствительный элемент 4, формирующий на выходах одиночные импульсы при повороте контролируемого вала на заданный угол, усилитель 5 считывания числа пропускаемых меток, переписывающий содержимое регистра 1 числа пропускаемых меток в счетчик 6 числа пропускаемых меток по Команде импульса с выхода блока 3 управления, счетчик 6 числа пропускаемых меток, уменьшающий свое содержание на единицу после фиксации прохождения метки чувствительным элементом 4, усилитель 7 считывания числа выдаваемых меток, переписывающий содержимое регистра 2 числа выдаваемых меток в счетчик 8 числа выдаваемых меток по команде импульса с выхода блока 3 управления, счетчик 8 числа выдаваемых меток, уменьшающий свое содержание на единицу после фиксации прохождения метки чувствительным элементом 4, дешифратор 9 пропускаемых меток, изменяющий уровень напряжения на выходе при сбросе в нуль.5 907443 6 содержимого счетчика 6 числа пропускаемых меток, дешифратор 10 выдаваемых меток, изменяющий уровень напряжения на выходе при сбросе в нуль содержимого счетчика числа выдаваемыхметок 8, формирователь 11 пропускаемых меток, выдающий одиночный импульснапряжения при появлении перепаданапряжения на выходе дешифратора 9пропускаемых меток, формирователь 12выдаваемых меток, выдающий одиночный импульс напряжения при появлении перепада напряжения на выходе дешифратора 10 выдаваемых меток, триггер 13 управления пропускаемых меток, управляющий режимом работы ключа 14 управления пропускаемых меток, ключ 14 управления пропускаемых меток, через который импульсы сигналов о прохождении меток поступают на выход датчика, триггер 15 управления выдаваемых меток, управляющий работой ключа 16 управления выдаваемых меток, ключ 16 управления выдаваемых меток, подготавливаюший канал прохождения импульсов сигналов о прохождении меток на выход датчика, генератор 17 импульсов времени, выдающий прямоугольные импульсы стабильной частоты, одновибратор 18, управляющий каналами следования импульсов генератора 17 импульсов времени, ключ 19 прямого следования, пропускающий импуль сы генератора импульсов времени 17 при отсутствии импульсов на выходе чувствительного элемента 4, ключ 20 следования с задержкой, направляющий импульс генератора 17 импульсов времени в линию задержки 21 при наличии импульса навыходе чувствительного элемента 4, линия задержки 21, задерживающая импульс генератора 17 импульсов времени на время наличия импульса на выходе чувс,твительного элемента 4, счетчик импульсов времени 22, суммирующий поступающие на вход импульсы генератора импульсов времени 17, группа усилителей считывания времени 23, выдающих на выход датчика параллельный двоичный код времени появления импульсов сигналов о прохождении меток.Элементы датчика взаимодействуют между собой следующим образом. Вход чувствительного элемента 4 механически связан с контролируемым валом, первый выход соединен с первым входом блока 3 управления, а второй выход - . с вторым входом ключа 16 управления выдаваемых меток. Второй вход блока 3 управления соединен с первым входом датчика, а 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 выход - с вторыми входами усилителей5 и 7 считывания числа пропускаемыхметок и выдаваемых меток, с Я -входомтриггера 15 управления выдаваемыхметок и Я -входом счетчика 22 импульсов времени. Вход регистра 2 числавыдаваемых меток соединен с вторымвходом датчика, а выход - с первымвходом усилителя 7 считывания числавыдаваемых меток, Вход регистра 1числа пропускаемых меток соединен стретьим входом датчика, а выход - спервым входом усилителя 5 считываниячисла пропускаемых меток. Второй входсчетчика 6 числа пропускаемых импульсовсоединен с первым входом ключа. 14управления пропускаемых меток и выходом триггера 16 управления пропускаемых меток, первый вход - с выходомусилителя 5 считывания числа пропускаемых меток, а выход - с входом дешифратора 9 пропускаемых меток. Второйвход счетчика 8 числа выдаваемых метоксоединен с выходом ключа 14 управленияпропускаемых меток, входом одновибратора 18, вторым входом группы усилителей 23 считывания времени, Первыйвход счетчика 8 числа выдаваемых меток соединен с выходом усилителя 7считывания числа выдаваемых меток, авыход - со входом дешифратора 10 выдаваемых меток. Вход формирователя 11пропускаемых меток соединен с выходомдешифратора 9 пропускаемых меток, авыход - с-входом триггера управленияпропускаемых меток 13, Вход формирователя 12 выдаваемых меток соединенс выходом дешифратора 10 выдаваемыхметок, а выход - с Р -входами триггеров 13 и 15 управления пропускаемыхметок и выдаваемых меток. Выход триггера 13 управления пропускаемых метоксоединен с первым входом ключа 14управления пропускаемых меток. Выходтриггера 15 управления выдаваемыхметок соединен с первым входом ключа 16управления выдаваемых меток. Выходгенератора 17 импульсов времени соединен со вторыми входами ключей прямого19 и 20 следования и следования сзадержкой. Выходы одновибратора 18соединены соответственно с первым входом ключа 19 прямого следования и спервым входом ключа 20 следования сзадержкой. Вход линии задержки 2 1соединен с выходом ключа 29 следованияс задержкой, а выход - с выходом клкьча 19 прямого следования и первымвходом счетчика 22 импульсов времени.Первая группа входов группы усилителей 23 считывания времени соединена с группой выходов счетчика 22 импульсов времени, а группа их выходов. - с первой группой выходов датчика,5Датчик работает следующим образом.Перед началом каждого очередного цикла анализа циклограммы вращения контролируемого вала в регистры 2 и 1 числа выдаваемых меток и пропускаемых 1 меток через второй и третий входы датчика записываются двоичные коды. Этими кодами задается количество подлежащих выдачи сигналов о повороте контролируемого вала на характеризуемый меткамиугол и количество пропускаемых передэтим меток, сигналы о которых пе требуются в проводимом анализа, Послеэтого через первый вход датчика навторой вход блока 3 управления подается напряжение, разрешающее работудатчика. При наличии этого напряжениякаждый импульс с первого выхода чувствительного элемента 4, соответствуюций нулевому углу поворота контролируемого вала, проходит на выход блока 3управления. Отсюда он подается, во-первых, на 1 -вход счетчика 22 мпудьсоввремени, устанавливая его в нуль, ВоВторых, им переводится в единичноесостояние триггер 15 управления выдаваемых меток. С его выхода на первый вход ключа 16 управления выдаваемых меток подается разрешающее напряжение, открывающее ключ, Б-третьх,.по его команде содержмое оегистров1 и 2 числа пропускаемых меток ичисла вьдаваемых меток усилителями 5и 7 считывания числа пропускаемых меток и выдаваемых меток переписыгаетсясоответственно в счетчики 6 и 8 чпсла пропускаемых меток и выдаваемых меток.Импульсы генератора 17 импульсоввремени в этом режиме через открытыйуправляющий напряжением одновибратора18 кпюч 19 прямого следования поступакт на первый вход счетчика 22 импульсов времени и суммируются им изме)ряя время, прошедшее с момента нахождения контролируемого вала в положениег-левого угла,При фиксации чувствителььл элементом 4 прохождение очередной метки,на его втором выходе появляется импульс напряжения, Он проходит черезоткрытый клоч 16 управления вьщаваемых меток н поступает па первый входключа 14 управления пропускаемых меток и второй вход счетчика 6 числа О 15 20 25 30 35 40 45 пропускаемых меток. Кльч 1 1 уп 1 сипев нпя меток в этом режим(зяк 11 т, и импульс напряжения через него не проходит. Счетчик 6 числа пропускаемых меок после поступления импульса уменьнгает содержащийся код на единицу. Таким образом, сигнал о повороте контролируемого вала на определенный меткамиугол на вьход датчика не выдается,Описанный режим работы датчика продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика 6 числа пропускаемых меток не станет равным нулю. При выполнении указанного условия на выходе дешифратора 9 пропускаемых меток появится разрешающий потенциал) под воздействием которого формирователь 11 пропускаемых меток выдаст на свой выход одиночный импульс. Под воздействием этого импульса триггер 13 управления пропускаемых меток перейдет в единичное состояние, При этом на второй вход ключа 14 управления пропускаемых меток с выхода триггера 13 управления пропускаемых меток будет подан разрешающий потенцсал, открывающий ключ.При появлении очередного импульса на втором выходе чувствительного элемента 4, зафиксировавшего прохождение очередной метки, он пройдет через открытые ключи 16 и 14 управления выдаваемых меток и пропускаемых меток, С выхода последнего клоча он поступает на второй выход датчика, являясь ситналом о прохождении очередной метки. Одновременно он проходит на второй вход группы усилителей 23 считывания времени, которыми по косманде этого импульса на первый выход датчика выдается параллельный двоичный код времени от начала оборота контролируемого вала до момента фиксации рассматриваемой метки чувствительным элементом 4. Для того, чтобы не было искажения кода времени при считывании вызванного считыванием содержимого счетчика 22 импульсов времени в момент счета, импульс с выхода ключа 14 управления пропускаемых меток подается и на вход одновпбратора 18, который, переходя ь неустойчивое состояние, закрывает ключ 10 прямого следования и открывает ключ 20 следования с задержкой. Очередной импульс с выхода генератора 17 импульсов времени через клч 2( следования с задержкой пос:тупает в липин задержкис, в которс)й нахолитс.я по когна с:чителвчнпи чссржи,ч 1счетчика 22 импульсов времени, После этого он также поступает на гэрвый вход счетчика 22 импульсов времени и суммируется им. По окончании считывания одновибратор 18 возвращается в устойчивое состояние, и импульсы гене-, ратора 17 импульсов времени вновь передаются через ключ 19 прямого следования. И наконец, импульс с выхода ключа 14 управления пропускаемых меток подается на второй вход счетчика 8 числа выдаваемых меток, уменьшая каждый раз содержимое счетчика на единицу.После того, как содержимое счетчика 8 числа выдаваемых меток станет равным нулю, дешифратор 10 выдаваемых меток выдаст на свой выход разрешающий потенциал, по поступлении которого формирователь 12 выдаваемых меток сформирует одиночный импульс, который переведет триггеры 13 и 15 управления пропускаемых меток и выдаваемых меток в нулевое состояние. Клкчи 14 и 16 управления пропускаемых меток и выдаваемых меток окажутся закрытыми. Таким образом, после выдачи требуемого количества сигналов в течение одного оборота контролируемого вала, их поступление на выходы датчика полностьюпрекрашается.Новый цикл работы датчика наступаетпосле появления на первом выходе чувствительного элемента 4 нового импул са,свидетельствующего о том, что контролируемый вал начал новый оборот.Прекращение работы датчика достигается снятием разрешакшего потенциаласо второго входа блока 3 управления(первого входа датчика),Формула изобретенияДатчик анализатора циклограммы вращения вала, содержащий чувствительный элемент, вход которого механически связан с контролируемым валом, выход. соединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к первому входу датчика, одновибратор, выходы которого соединены с первыми входами ключа прямого следования и ключа следования с задержкой, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов времени, выход ключа прямого следования непосредст З 5 40 45 50 55 Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1. Коритысский Я. И, и др, Комплексное механическое исследование автоматического ткацкого станка АТК,Сб, Исследование машин ткацкого производства. Труды БНИИЛТЕК 1 АШ,Машгиэ, М., 1957,2, Авторское свидетельство СССР648883, кл. Ь 01 Р 3/64, 1978(прототип),5 о 15 го 25 зо венно, а выход ключа следования с задержкой через линиюзадержки соеди-нены с первым входом счетчика импульсов времени, выходы которого подключены ко входам группы усилителей считывания времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью определения нестабильности угловой скорости на любом заранее заданном участке вала, в него введены канал пропускаемых и канал выдаваемых меток, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных регистра, усилителя считывания, счетчика, дешифратора и формирователя, триггер управленияпропускаемых меток, триггер управления выдаваемых меток, ключ управления пропускаемых леток и ключ управления выдаваемых меток, причем входы регистров числа выдаваемых и пропускаемых меток подключены соответственно ко второму и третьему входу датчика, выход блока управления соединен с вторыми входами усилителей считывании числа, с-входом счетчика импульсов времени и с 5 -входом триггера управления выдаваемых меток, ч -вход которого подключен к выходу формирователя выдаваемых меток и Я, -входу триггера управления пропускаемых меток, а выход - к первому входу ключа управления выдаваемых меток, второй вход которого соединен с дополнительным выходомчувствительного элемента, а выход - с вторым входом счетчика числа пропускаемых меток и с первым входом ключа управления пропускаемых меток, второй вход которого подключен к выходу триггера управления пропускаемых меток, а выход - к входу одновибратора, второму входу счетчика выдаваемых меток и второму входу группы усилителей считывания времени, при этол выход формирователя пропускаемых меток соединен с Б - входом триггера управления пропускаемых меток.Составитель М, ХаустовРедатор А. Шандор Техред Е, Харитончик Корректор М. ПожоЗаказ 58 1/52 Тираж 883 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4