Стенд для динамической аттестации бесконтактных преобразователей перемещения

Стенд для динамической аттестации бесконтактных преобразователей перемещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретениеотносится к испытанию оборудования. Цель изобретения - повышение точности динамической аттестации в широком спектре амплитуд и частот путем применения в качестве механизма градуировочных зазоров цилиндра , на боковой поверхности которого выполнены равномерно расположенные пазы. На цилиндре 6 на аттес тованной поверхности 9 выполнены равномерно расположенные пазы 10 с монотонно убывающей глубиной. При помощи микрометрического винта 4 устанавливают минимальный зазор . между аттестованной поверхностью 9 цилиндра 6 и преобразователем 5 перемещений . Цилиндр 6 вращают. Частоту вращения цилиндра 6 контролируют при помощи источника 13 света и фотоэлектрического преобразователя 22. Сигналы с фотоэлектрического преобразователя22 и преобразователя 5 перемещений поступают на блок регистрации . Информация о параметрах преобразователя 5 перемещений выводится на индикаторы. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

Л0„„ 1460611 (gI) 4 С 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4294537/24-28 (22) 07.08.87 (46) 23,02 89. Бюл. 1"- 7 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР

172) Н.Т.Минченя, П.А.Удовидчик, В.И.Адашкевич и В.Т.Минченя (53) 531.7.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Я- 508654, кл. G 01 В 5/02, 1972. ! (54) СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ BECKOkITAKTIII K ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к испыта» нию оборудования. Цель изобретения— повышение точности динамической аттестации в широком спектре амплитуд и частот путем применения в качестве механизма градуировочных зазоров цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены равномерно расположенные пазы. На цилиндре 6 на аттестованной поверхности 9 выполнены равномерно расположенные пазы 10 с монотонно убывающей глубиной. При помощи микрометрического винта 4 устанавливают минимальный зазор между аттестованной поверхностью 9 цилиндра 6 и преобразователем 5 перемещений. Цилиндр 6 вращают. Частоту вращения цилиндра 6 контролируют при помощи источника 13 света и, фотоэлектрического преобразователя 22.

Сигналы с фотоэлектрического преоб..раэователя22 и преобразователя 5 перемещений поступают на блок регистрации ° Информация о параметрах преобразователя 5 перемещений выводится на индикаторы. 3 ил. С.

14606! !

Изобретение относится к области испытательного оборудования и может быть использовано преимущественно для аттестации бесконтактных индуктивных преобразователей перемещений

5 на частотах виброперемещений, превышающих 200 Гц.

Целью изобретения является повышение точности цинамической аттестации в широком спектре частот и амплитуд путем применения в качестве механизма градуировочных зазоров цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены равномерно расположен- 15 ные пазы.

На фиг.1 показан стенд, общий вид, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1 на фиг.3 — схема регистрирующего блока. 20

Стенд содержит .. основание 1 (фиг. 1 и 2) со стойкой 2, на которой закреплен в цанге 3 с микрометрическим винтом 4 преобразователь 5 пере-! мещений и механизм градуировЬчных 25 зазоров, выполненный в виде цилиндра 6, принудительно вращаемого пневмотурбиной 7, установленного на керновых опорах 8 и имеющего аттестованную поверхность 9 для вэаимодей- 3Q ствия с градуируемым преобразователем 5 перемещения. На аттестованной поверхности 9 вдоль образующих цилиндра 6 выполнены равномерно расположенные пазы 10 c MoBGTGHHo +He личивающейся глубиной. Пазы 1.0 выполняются в виде лысок или канавок с плоским дном. Цилиндр 6 снабжен торцовым глухим пазом 11, полости, образованные глухим пазом 1 1 и пазами 10 на поверхности цилиндр@, сообщены при помощи соответствующих, выполненных в стенке цилиндра

6 радиальных отверстий 12. Стенд содержит также источник 13 света.

Регистрирующий блок выполнен в виде последовательно соединенных. генератора 14, первого ключа 15, второго ключа 16 и первого счетчика 17, последовательно сеодинеиных устройства 18 выборки — хранения, третьего и четвертого ключей 19 и

20.соответственно и аналого-цифрового преобразователя 21, последовательно соединенных фотоэлектрического преобразователя 22 и инвертора

23, последовательно соединенных источника 24 опорного напряжения, компаратора 25, .пятого ключа 26, элемента ИХ!И 27.и второго счетчика

28, п каналов регистрации, число которых соответствует числу лазов

10 на боковой поверхности цилиндра

6 и каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных регистра 29 (30 и 31) и индикатора 32 (33 и 34), выход фотоэлектрического преобразователя 22 соединен с первым входом устройства 18 выборкихранения, выход инвертора 23 соединен с управляющим входом третьего ключа 19 и с вторым входом элемента

ИЛИ 27, первый выход второго счетчика 28 соединен с управляющим входом второго ключа 16 и с нулевым вхрдом регистра 29 первого канала регистрации, другие (n-1}-е выходы второго счетчика 28 соединены с

С-входами регистров 30 и 31 каждого иэ (n"1)-х--каналов регистрации соответственно, выход аналого-цифрового преобразователя 21 соединен с выходом первого счетчика 17 и с Чвходами регистров 29 — 31 каждого из и каналов регистрации, источник

)3 света и фотоэлектрический преобразователь 22 оптически связаны через радиальные отверстия 12, выполненные в стенке цилиндра 6, вторые входы устройства 18 выборки-хранения и компаратор 25.предназначены для соединения с выходом аттестуемого преобразователя 5 перемещений.

Стенд работает следующим образом..

В цанге 3 закрепляют градуируемый, например, индуктивный преобразователь 5 перемещений, а на керновых опорах 8 устанавливают цилиндр 6, имеющий пазы 10, соответствующие требуемому диапазону градуировочных зазоров по амплитуде. Цилиндр 6 может быть выполнен как иэ ферромагнитного, так и неферромагнитного материала, в зависимости от ряда поверхности, с которой будет работать градуируемый преобразователь 5 перемещений. С помощью микрометрического винта 4 устанавливается минимальный зазор Я . При подаче сжатого воздуха в пневмотурбину 7 цилиндр 6 вра-, щается с заданной частотой, определяемой регулятором расхода сжатого

/ воздуха (не показан) и регистрируемой по сигналам фотоэлектрйчвского преобразователя 22. При прохождении пазов 10 в зоне преобразователя 5 перемещений зазор между последним

3

14606 и аттестованной поверхностью изменяется. Преобразователь 5 перемещений вырабатывает электрические сигналы. Одновременно в момент прохожЭ

5 дения паза 10 в зоне датчика от фотоэлектрического преобразователя 22 поступает электрический сигнал, позволяищий вести стробирование измерений градуировочных зазоров, а также . измерение фазового сдвига между сигналом от фотоэлектрического преобразователя и сигналом от преобразователя перемещений.

Регистрирующий блок работает,следующим образом.

В режиме измерений параметра виброперемещения для вычисления погрешности от неравномерности амплитудно-частотной характеристики ключи

Kl 15 и К5 26 устанавливаются в разомкнутом положении, а ключ К4 20— в замкнутом положении. Сигнал пере» мещения, определяемый величинами градуировочных зазоров меяру бескон- 25 тактным индуктивным преобразователем

5 перемещений и поверхностью 9 цилиндра 6, поступает на вход устрой ства 18 выборки-хранения. Запоминание величины сигнала перемещения (зазора) в устройстве 18 выборкихранения осуществляется по приходу на его вход управления сигнала логической единицы от фотоэлектрического преобразователя 22. Через третий 19 и четвертый 20 ключи зафиксированная

35 в устройстве 18 выборки-хранения величина перемещения (зазора) по первому пазу 10 цилиндра 6 подается на., аналого-цифровой преобразователь 21»

Управление третьим ключом 19 выполняется через инвертор 23. Замыкание третьего клича 19 происходит при подаче на его управляющий вход логической единицы от.инвертора 23, это соответствует нулевому уровню сигнала (отсутствию стробирующего импульcaj от фотоэлектрического преобразователя 22.

Во время замыкания третьего ключа

l9 и происходит преобразование анало50 гового сигнала из устройства 18 выборки-хранения в цифровой код посредством аналого-цифрового преобразователя 21. При этом сигнал от инвертора 23 через элемент.ИЛИ 27 поступает на вход второго счетчика

28. Счетчик 28 выбирается с коэффициентом пересчета, равным числу

11

4 пазов 10 на цилиндре 6. Поскольку в этом режиме каждому пазу 10 соответствует один импульс, вырабатываемый фотоэлектрическим преобразователем 22, то на выходах второго счетчика 28 последовательно "пробегает" по всем выходам логическая единица в течение одного оборота цилиндра 6.

Каждый выход второго счетчика 28 соединен с входом синхронизации регистров 29 — 31. Количество регист" ров равно числу пазов 10 на цилиндре

6. Таким образом, цифровой код, соответствующий величине перемещения (зазору) на каждом лазе 10 цилиндра

6, записывается .. в соответствующий регистр 29 — 31 соответственно по сигналам стробирования от фотоэлектрического преобразователя 22 и распределенных по регистрам 29 — 31 счетчиком 28. Запись цифрового кода с аналого-цифрового преобразователя

21 в регистры 29 — 31 осуществляется по информационной шине, объединяняцей входы V регистров 29 — 31, Информация о величинах перемещений (зазорах) по каждому пазу 10. цилиндра 6 выдается с регистров 29

31 на индикаторы 32 - 34 соответственно. Имея информации о величинах градуировочных зазоров по каждому пазу

10 цилиндра 6 и на различных частотах вращения цилиндра 6, по формуле (1) вычисляется относительная noxpemность от неравномерности АЧХ.

В режиме измерения параметра фазового сдвига для вычисления относительной фазовой погрешности первый 15 и пятый 26 ключи устанавливаются в замкнутом положении, а четвертый ключ 20 — в разомкнутом, Сигнал перемещения, определяемый, величиной градуировочного зазора между индуктивным преобразователем 5 перемещений и поверхностью 9 цилиндра 6, поступает на второй вход компаратора 25.

На другой вход компаратора 25 поступает сигнал постоянного уровня от источника 24 опорного напряжения .

Уровень сигнала от источника 24 опорного напряжения выбирается таким образом, что компаратор 25 осуществляет селекцию максимальной величины градуировочного зазора и в течение каждого оборота цилиндра 6 выдается на своем выходе сигнал логической единицы. Сигнал логической единицы с выхода компаратора 25 выдается в

6061

10. для расчета погрешностей от неравно

15

35

5 !4 момент измерения индуктивным преобразователем 5 перемещений максимального градуировочного зазора. Посредством смещения стойки 2 перпендикулярно оси цилиндра 6 ось оптоэлек". тронной пары: фотоэлектрический преобразователь 22, источник 13 света, совмещается с тем сечением цилиндра 6, где расположено только одно отверстие, Таким образом, с фотоэлектрического преобразователя 22 в течение одного оборота цилиндра 6 .поступает через инвертор 23 и элемент о

ИЛИ 27 на второй счетчик 28 лишь один импульс. Схема в этом режиме обеспечивает измерение временного интервала между импульсом, соответствующим максимальной величине градуировочного зазора, и импульсом от фотоэлектрического преобразователя .22. Это осуществляется следующим. образом. Ло приходу импульса от элемента ИЛИ 27 на вход второго счетчика 28 посдедний, воздействуя на управляющий вход второго ключа 16, замыкает его. Импульсы от генератора

14 опорной частоты поступают на вход первого счетчика 17, который производит их подсчет до момента открытия второго ключа 16. Второй ключ

16 открывается по приходу от элемента ИЛИ 27 на вход второго. счетчика

28 второго импульса. При этом снимается сигнал управления с второго ключа 16, который открывается, -и поступает сигнал записи на вход с регистра 30. Происходит запись цифрового кода с первого счетчика 17..во второй регистр 30. Цифровой код, sa писанный в регистр 30 и выданный на. индикатор 33, соответствует вре1кенному сдвигу между импульсами от максимального градуировочного зазора и импульсом от фотоэлектрического преобразователя 22. Этот временный сдвиг, измеренный на различных известных частотах вращения цилинд.ра 6, позволяет вычислить по формуле (2) относительную фазовую погрешность бесконтактного индуктивного преобразователя 5 перемещений, 1 6

Как измерение величин градуировочных зазоров для снятия АЧХ, так и измерение временного сдвига, могут производиться многократно посредством подачи на элементы схемы команды Сброс" и снятия команды Сброс", Регистрирующий блок обеспечивает получение параметров, необходимых мерности АЧХ и ФЧХ характеристик бесконтактнбго индуктивного преобразователя 5 перемещений, Для расчета относительной погрешности от неравномерности АЧХ измеряются градуировочные зазоры на каждом, лазе 10, цилиндра 6 в координатах, задаваемых фотоэлектрическим преобразователем 22, При этом замере пазов 10 осуществляются íà различных частотах вращения цилиндра 6 (Е„, 2y ..., j ..., Е ) Во всем диапазоне частот испытаний бесконтактного индуктивного преобразовате25 ля 5 перемещений. После получения величин сигналов от пазов 10 (A»

А, ..., А . ..,, А„"), соответствующих частотам Е, Е, ..., Е расчет относительной погрешйости от неравномерности АЧХ производится по формуле йАр -AA;

8 = — — — — — ° 100% (1)

А9» АА к k+1 где аА А, — А — разность амплитуд виброперемещений на двух соседних пазах 10 (К, К+1) вала а при частоте вращения f ; дА ° А — А к кФ вЂ” разность

Ч амплитуд . виброперемещений на двух соседних пазах 10 вана (К, К+1) при частоте вращения f.; .

Из рассчитанных по формуле (1)

Рд для различных пар смежных пазов чк

10 и при различных частотах вращения

Е, цилиндра 6 берется наибольшее значение, которое и определяет погрешность от неравномерности АЧХ.

Для расчета относительной фазовой

Фазовая погрешность фотоэлектрического преобразователя 22 аттестуется стандартными средствами и может быть учтена при определении фазовой погрешности индуктивного преобразователя перемещений. погрешности измеряется временной интервал между, импульсом от максимально го значения паз а 1 0 H импульсом от фотоэлектрического преобразователя 22, Относительная погрешность определяется по формуле чк = 6< Е 100, (2) 14606

iде Лt: — ремни ой интервал между импульсом от паза IO u им пул ьс о м фо то эле ктрического преобразователя 22;

f. — частота вращения вала, Гц.

Использование стенда позволит повысить точность динамической аттестации бесконтактных индуктивных преобразователей 5 малых перемещений, повысить производительность аттестации, Кроме того, стенд может быть использован при отработке новых конструкций преобразователей 5, для сравнения их характеристик или дости- 15 жения определенных конкретных эксплуатационных параметров,.

Формула изобретения

Стенд для динамической аттестации 2б бесконтактных преобразователей перемещения, содержащий основание со стойкой для установки аттестуемого преобразователя перемещения и механизм градуировочных зазоров, установлен- 25 ный с возможностью вращения, и регистрирующий блок, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности динамической аттестации в широком спектре амплитуд и д(1 частот, он снабжен источником света, механизм градуировочных зазоров выполнен в виде цилиндра, на боковой поверхности которого, предназначенной для взаимодействия с аттестуемым преобразователем, вдоль образующих выполнены равномерно расположенные пазы с монотонно увеличивающейся глубиной, на торце вдоль оси — глухой паз, полости, образованные глухим 4р пазом и пазами на поверхности, сообщены с помощью соответствующих им

: выполненных в стенке цилиндра радиальных отверстий, оси которых расположены в одном диаметральном сечении цилиндра, а в стенке цилиндра выполнено дополнительное радиальное отверстие, ось которого расположена в дру11 8 гом диаметральном сечении цилиндра и которое предназначено для сообщения полостей одного из пазов боковой поверхности цилиндра и глухого паза, регистрирующий блок выполнен в виде последовательно соединенных генератора, первого и второго ключей и первого счетчика, последовательно соединенных устройства выборки-хранения, третьего и четвертого ключей и аналого-цифрового преобразователя, последовательно соединенных фотоэлектрического преобразователя и инвертора, последовательно соединенных источника опорного напряжения, компаратора, пятого ключа, элемента

ИЛИ и второго счетчика, и-каналами регистрации, число которых соответствует числу пазов на боковой поверхности цилиндра и каждый из которых состоит из последовательно соединенных регистра и индикатора, выход фотоэлектрического преобразователя соединен с первым входом устройства выборки-хранения, выход инвертора

1 соединен с управляющим входом третьего ключа и вторым входом элемента

ИЛИ, первый выход второго счетчика соединен с управляющим входом второго ключа и с С-входом регистра первого канала регистрации, другие (n-1) выходы второго счетчика соединены с С-входами регистров каждого из (п-I) каналов регистрации соответственно, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом первого счетчика и с V-входами регистров каждого из п-каналов регистрации, источник света и фотоэлектрический преобразователь установлены для оптической связи через радиальные отверстия, выполненные в стенке цилиндра, вторые входы устройства выборки-хранения и компаратора предназначены для соединения с выходом аттестуемого преобразователя перемещений.

1460611

©г

Составитель В.Молодцов

Редактор Л.Гратнлло . Техред Л.Олийнык Корректор С.Некмар

Заказ 534/50 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101