Измерительное двухканальное устройство к балансировочному станку

Измерительное двухканальное устройство к балансировочному станку

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ДВУХКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ, содержащее фотодатчик опорного сигнала и два канала измерения дисбаланса, каждый из которьк содержит последовательно соединенные датчик дисбаланса, широкополосный усилитель и комплексный электродинамический векторметр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения дисбаланса в широком диапазоне скоростей вращения, оно снабжено генератором импульсов, кодирующим блоком, делителем частоты, включенным между генератором и кодирующим блоком, формирователем участка аппроксимации, включенным между датчиком опорного сигнала и кодирующим блоком, третий вход которого соединен с вторьчи выходом генератора импульсов, третий выход последнего соединен с третьим входом кодирующего блока и двумя формирователями опорного сигнала, каждый из которых содержит последовательно соединенные счетчик импульсов , преобразователь код-напряжение и усилитель, выход кодирую (Л щего блока соединен с входом счетчика импульсов каждого формирователя , а выход усилителя каждого формирователя опорного сигнала соединен с входом векторметра каждого канала.

(19) (!1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

gt5l) G 01 M 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPb(THA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2700570/25-28 (22) 25.12.78 (46) 15.10.83. Бюл. )) 38 (72) С.П.Дмитриен, В.Ф.Исправникон и В.Ф.Соколов (53) 620.1.05:531.24(088.8) (56) 1. Теория и практика уравновешивания машин и приборов. Под ред.

В,A, Шепетильникова.М., Машиностроение, 1970, с.398-399.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 532177, кл. G 01 И 1/22, 1975 (прототип). шения точности измерения дисбалан-са н широком диапазоне скоростей вращения, оно снабжено генератором импульсов, кодирующим блоком, делителем частоты, нключенным между генератором и кодирующим блоком, формирователем участка аппроксимации, включенным между датчиком опорного сигнала и кодирующим блоком, третий вход которого соединен с нторкм выходом генератора импульсов, третий ныход последнего соединен с третьим входом кодирующего блока и двумя формирователями опорного сигнала, каждый из которых содержит последовательно соединенные счетчик импульсов, преобразователь код-напря- Я жение и усилитель, выход кодирующего блока соединен с входом счетчика импульсов каждого формирователя, а выход усилителя каждого С формирователя опорного сигнала соединен с входом векторметра каждо,го канала. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ДВУХКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ

СТАНКУ, содержащее фотодатчик опорного сигнала и два канала измерения дисбаланса, каждый из которых содержит последовательно соединенные ,датчик дисбаланса, широкополосный усилитель и комплексный электродинамический векторметр, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повы747?72

Изобретение отно. ится к баланснроночной технике и может быть использовано в высокоточных балансироночных станках.

Известно измерительное устройство к балансироночному станку, содержащее фотодатчик опорного сигнала, подключенный к нему формирователь опорного напряжения, два датчика дисбаланса, комплексный электродинамический некторметр с двумя неподвижными и одной подвижной обмотками и усилительно-преобразовательный блок, ныполненный н виде каскада. формирования опорного напряжения прямоугольной формы с нходом, подключенным к формирователю, и с выходом, подключенным к неподвижным обмоткам, и каскада усилителя сигнала дисбаланса с входом,,подключенным к датчикам дисбаланса, и с выходом, связанным с подвижной обмоткой некторметра fl) . Момент, отклоняющий подвижную обмотку электродинамического векторметра относительно какой-нибудь оси подвеса, пропорционален произведению амплитуд синусоидальных токов, протекающих н подвижной и соотнетствующей неподвижной обмотках, а также косинусу (синусу) электрического фазового сдвига между ними. Недостатком является то, что неподвижные обмотки векторметра в устройстве питаются от источника опорного напряжения прямоугольной формы, поэтому ток неподвижных обмоток содержит нечетные гармонические составляющие.

Пространственный угол поворота подвижной обмотки, характеризующий величину и местоположение неуравновешенности балансируемой детали, зависит не только от первых гармоник и фаз опорного сигнала и сигна. ла с датчика. дисбаланса, но и от . составляющих, определяемых произведением одинаковых гармоник указанных сигналов, что снижает точность измерения дисбаланса в виду широкого спектра частот опорного сигнала прямоугольной формы.

Наиболее близким по технической еущности к изобретению является измерительное двухканальное устройство.к балансировочному станку, содержащее фотодатчик опорного сигнала и два канала измерения дисбаланса, каждый из которых содержит последовательно соединенные датчик дисбаланса, широкополосный усилитель и комплексный электродинамический векторметр j2) . Устройство содержит также источник постоянного тока, подключенный к подвижной обмотке векторметра каждого канала и два фаэочувствительных выпрямителя сигнала дисбаланса, выход каждого из которых соединен с неподвиж5

65 ными обмотками соответствующего некторметра, работающего на постоянном токе.

Недостатком устройства является невысокая точность измерения дисбаланса в широком диапазоне скоростей нращения роторов, так как указан" ный некторметр позволяет только частично отфильтровать полезный сигнал.

Целью изобретения является повышение точности измерения дисбаланса в широком диапазоне скоростей вращения.

Цель достигается тем, что устройство снабжено генератором импульсов, кодирующим блоком, делителем частоты, включенным между генератором и кодирующим блоком, формирователем участка аппроксимации, включенным между датчиком опорного сигнал«. и кодирующим блоком, третий вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, третий выход последнего соединен с третьим входом кодирующего блока, и двумя формирователями опорного сигнала, каждый из которых содержит последовательно соединенные счетчик импульсов, преобразователь код — напряжение и усилитель, выход кодирующего блока соединен с входом счетчика импульсов каждого формирователя, а выход усилителя каждого формирователя опорного сигнала соединен с входом векторметра каждого канала.

На чертеже изображено измерительное двухканальное устройстно к балансировочному станку.

Предлагаемое устройство содержит два канала измерения. Первый канал состоит из последовательно соединенных датчика 1 дисбаланса, широкополосного усилителя 2 и комплексного электродинамического векторметра 3 с двумя неподвижными обмотками 4 и 5 и одной подвижной обмоткой б, соединенной с усилителем 2.

Второй канал измерения состоит из последовательно. соединенных датчика 7 дисбаланса, широкополосного усилителя 8 и комплексного электродинамического векторметра 9 с двумя неподвижными обмотками 10 и.ll c одной подвижной обмоткой 12, соединенной с усилителем 8. Устройство содержит также фотодатчик 13 опорного напряжения, генератор 14 импульса, кодирующий блок 15, делитель 16 частоты, включенный между генератором 14 и блоком 15, форми" рователь 17 участка аппроксимации, включенный между фотодатчиком 13 и блоком 15, при этом второй выход генератора 14 соединен с третьим входом блока 15 и с вторым входом формирователя 17 ° Устройство содержит также два формирователя 18 и 19 опорного сигнала синусоидальной фор747272 мы, первый иэ которых 18 содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик 20 импульсов, преобразователь 21 код — напряжение и усилитель 22 напряжения с автомати ческой регулировкой коэффициента усиления, соединенной с неподвижной обмоткой 4 векторметра 3 и неподвижной обмоткой 10 векторметра 9.

Формирователь 19 содержит последовательчо соединенные реверсивный счетчик 23 импульсов, преобразователь 24 код — напряжение и .усилитель 25 на-, пряжения с автоматической регулировкой коэффициента усиления, соединенный с неподвижной обмоткой 5 векторметра 3 и неподвижной обмоткой 11 векторметра 9. Выход кодирующего блока 15 соединен с входом счетчика импульсов 20 формирователя 18 и с входом счетчика 23 формирователя 19.

Устройство включается в работу по достижении балансируемым ротором установившейся скорости вращения и работает следующим образом.

С выхода формирователя 13 опорного сигнала на управляющие входы формирователя 17 участков аппроксимации поступают два смещенных по фа. зе на 90 о опорных напряжения прямоугольной формы. Формирователь 17 участков аппроксимации преобразует период опорного сигнала в унитарный число-импульсный код путем последовательного счета импульсов стабилизированной частоты f< в процессе ,заполнения периода опорного сигнала импульсами, поступающими на вход формирователя участков аппроксимации с генератора 14 импульсов. Затем численное значение периода опорного сигнала делится на целое число количество участков аппроксимации, и частное от деления преобразуется во временной интервал. В результате указанных преобразований на выходе формирователя 17 участков аппроксимации образуется последовательность импульсов, период повторения которых составляет 1/п — часть периода опорного сигнала.

Эта последовательность импульсов подается на управляющий вхрд кодирующего блока 15, который в эавйсимости от номера участка аппроксимации периода опорного сигнала (номер импульса) подключает. один из выходов генератора 14 и делителя частоты 16 на вход реверсивных счетчиков импульсов 20 и 23 формирователей 18 и 19 опорного сигнала синусоидальной, формы соответственно. При форми,ровании синусоидального опорного сигнала на выходах блока 15, подключенных к счетчикам 20 и 23 имВНИИПИ Заказ 8047 2

Филиал ППП "Патент", 35

55

Тираж 873 Подписное

r.Óæãoðîä,óë .Проектная,4

50 пульсов появляется последовательность импульсов определенных частот, каждая из которых действует в течение длительности данного учасгка аппроксимации.

Указанные последовательности импульсов, поступившие на входы соответствующего счетчика 20 и 23, которые производят их сложения с учетом знака, непрерывно передаются в соответствующие преобразователи код — напряжение 21 и 24, которые преобразуют цифровую информацию в аналоговую величину. На выходе каждого преобразователя 21, 24 формируется сигнал, близкий по форме к синусоидальному (синусоида, аппроксимированная участками прямых, на которые наложено квантование по уровню). Чтобы избежать изменения полярности напряжения на выходе преобразователей код — напряжение 21, 24, счет импульсов в счетчике 20 начинается не с нуля, а с половины его емкости, а в счетчике 23 — с его полной емкости. B этом случае синусоида (косинусоида) выходного напряжения приподнята над осью абсцисс на величину амплитуды.

Сигналы с выхода преббразователей код-напряжение 21 и 24 подаются на усилители 22 и 25 с автоматической регулировкой усиления, которые калибруют их по амплитуде.

Одновременно с опорным сигналом сигнал с датчиков дисбаланса 1, 7, усиленный широкополосными усилителями 2,8 подается на подвижные обмотки,б, 12 векторметров 3,9. Под. действием сигнала дисбаланса в подвижной обмотке векторметра протекает ток сложной формы,.причем полезной является только первая гармоническая составляющая этого тока.

Так как средний момент, отклоняющий подвижную систему векторметра по одному из двух взаимно перпендикулярных направлений, пропорционален интегралу от произведения двух ортогональных гармонических функций, одна из которых имеет широкий спектр частот, а другая близка к синусоидальной функции, угол поворота подвижной системы векторметра практически пропорционален только амплитудам первых гармоник сигнала к косинусу (синусу) сдвига фаз между ними.

Таким образом, формирование опорного сигнала синусоидальной формы позволяет получить измерительное устройство с большой избирательностью за счет подавления на подвижной системе векторметра высокочастотных составляющих спектра сигнала дисбаланса, что повышает точность измерения дисбаланса роторов.