Способ дистанционного измерения угловых смещений вращающегося объекта и устройство для его осуществления

Способ дистанционного измерения угловых смещений вращающегося объекта и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцнапистическии

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 28.05.80 (21) 2930094/18-21 с присоединением заявки РЙ— (23 ) П риоритет (5! )М. Кл.

6 Ol 0 5/26

1ЬаударетааиаыИ конитет

СССР аа делан изобретений и открытий

Опубликовано 23.01.82. Бюллетень Юв 3 (53) УД1(531 717 . 55 (088. 8) Дата опубликования описания 23,01 .82 (72) Авторы изобретения

И, Н. Исаханов, М. Н. Голик, А. Г. Драков,-Вт-И-. и А. С. Захаров (71) Заявитель

54 СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ

СИЕЩЕНИЙ ВРА1ЦА1АЦЕГОСЯ ОБЬЕКТА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматического измерения углового смещения вращающегося объектива.

Известен автоколлимационный метод измерения угловых смещений контролируемого объекта, заключающийся в делении отраженного от объекта светового потока на две части и преобразова10 нии их фотоприемниками в электрические сигналы. Разностный сигнал, получаемый на выходах фотоприемников, соответствует углу смещения объекта (1) Недостатком способа является ма15 лая точность измерения при работе с вращающимся объектом из-за помех, связанных с дефектами отражающей поверхности объекта.

Известен также автоколлиматор, со20 держащий оптическую систему, источник света, фотоприемники, сумматор и индикатор «2).

Недостатком автоколлиматора является небольшая точность измерения Йри работе с вращающимся объектом.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дистанционного измерения угловых смещений вращающегося объекта, заключающемуся в делении отраженного от объекта светового потока на два и преобразовании их фотоприемниками в электрические сигналы, информацию, соответствующую распределению светового потока относительно визирной оси автоколлиматора интегрируют и запоминают в периоды времени, синхронизованные с вращени ем объекта, причем период времени выбирают равным. времени одного оборота объекта.

А также тем, что в устройство для осуществления способа сод ржащее автоколлиматор, состоящий из осветителя, двух фотоприемников и разделитель900114 ного кубика с непрозрачной фаской, сумматор и индикатор, причем выходы фотоприемников соединены со входами сумматора, введены интегратор, распределитель, ключ разряда интегра- 5 тора, элемент И, блок памяти датчик скорости вращения объекта, причем выход сумматора соединен со входом интегратора, выход которого подсоединен к первому входу элемента И и через ключ разряда интегратора к первому выходу распределителя одновременно, при этом выход датчика скорости вращения объекта соединен со входом распределителя, второй выход которого подключен ко второму входу элемента И, а выход последнего через блок памяти — к интегратору.

На фиг. 1 представлена функцио— нальная схема устройства; на фиг, 2 — ро временные диаграммы электрических сигналов.

Устройство содержит автоколлиматор состоящий из фотоприемников 2 и 3, разделительного кубика 4, с непрозрач- 5 ной фаской 5 и осветителя 6. В оптической схеме автоколлиматора 1 возможно вместо кубика 4 с непрозрачной фаской 5 применить светоделительную призму-нож с прозрачной фаской. Авто- щ коллиматор сориентирован на отражающую поверхность объекта, вращающегося в опорах и имеющего датчик 7 скорости вращения объекта, например, индукционного типа. Выходы фотоприемников

2 и 3 соединены с сумматором 8. Выход сумматора 8 соединен с интегратором 9. Устройство содержит элемент

И 10, блок 11 памяти, распределитель

12, ключ !3 разряда интегратора и ин- дикатор 14.

Световой сигнал от осветителя 6, отразившись от полупрозрачной грани кубика 4, попадает на отражающую поверхность вращающегося объекта. В случае углового смещения объекта (которое возможно при изменении величины зазора в опорах и качества смазки), на фотоприемники 2 и 3 попадают отраженные от объекта световые потоки, неравнозначные относительно непрозрачной фаски 5, В случае, когда на фотоприемник 2 поступает световой лоток меньше, чем на фотоприемник 3, электрический сиг- 55 нал с выхода фотоприемника 2 (фиг. 2а) будет меньше электрического сигнала с фотоприен1ика 3 (фиг. ?б) как по амплитуде, так и по длительности.

Оба сигнала поступают на два выхода сумматора 8, на выходе которого формируется текущее значение разности сигналов фотоприемников. С выхода сумматора 8 электрический сигнал поступает на вход интегратора 9, где он интегрируется (фиг. 2в) и поступает на один из входов элемента И 10.

На второй вход элемента И 10 поступают сигналы с датчика 7 скорости (фиг. 2г) через распределитель 12.

При приходе импульса с распределителя 12 сигнал с интегратора 9 через элемент И 10 поступает на вход блока

11 памяти, назначение которого запомнить сигнал цо следующего такта (o6oрота объекта). Те же сигналы с датчика 7 скорости через распределитель !2 поступают на ключ 13 разряда интегратора, который разряжает интегратор

9, подготавливая его к следующему такту (обороту объекта).

Сигнал с выхода блока 11 памяти (фиг. 2д) поступает на вход индикатора 14, по которому судят об угловом смещении объекта. Поскольку объект имеет вращение, информация на индикатор 14 поступает с задержкой t гд равной времени одного оборота объекта.

Аналогично происходит работа устройства при равенстве световых потоков на обоих фотоприемниках и при преобладании светового потока на фотоприемнике 2.

Предлагаемое изобретение позволяет без разборки изделий дистанционно проводить эффективный контроль величины зазора и состояния смазки в опорах вращающихся объектов (особенно при скоростях вращения от 5000 об/мин и более) и, тем самым, предотвратить аварийный режим работы.

Формула изобретения

1. Способ дистанционного измерения угловых смещений вращающегося объекта, заключающийся в делении отраженного от объекта светового потока на два и преобразования их фотоприемниками в электрические сигналы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, информацию, соответствующую распределению светового потока относительно визирной оси автоколлиматора, интегрируют

9001 14 и запоминают в периоды времени, синхронизированные с вращением объекта.

2. Способ по п. 1, . о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения максимального быстродействия, период интегрирования .выбирают равным времени одного оборота объекта.

3. Устройство дистанционного измерения угловых смещений вращающегося объекта, содержащее автоколлиматор, 10 состоящий из осветителя, двух фотоприемников и разделительного кубика с непрозрачной фаской, сумматор и индикатор, причем выходы фотоприемников соединены со входами сумматора, 15 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены интегратор, распределитель, ключ разряда интегратора, элемент И, блок памяти, датчик скорости

4 вращения объектива, причем выход сумматора соединен со входом интегратора, выход которого подсоединен к.первому входу элемента И и через ключ разряда интегратора к первому выходу распределителя одновременно, при этом. выход датчика скорости вращения объекта соединен со входом распределите ля, второй выход которого подключен ко второму входу элемента И, а выхоД последнего через блок памяти — к индикатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Якушенкова Ю. Г. Основы оптикоэлектронного приборостроения, М., 1977, с. 85-86.

2. Авторское свидетельство СССР

М 287329, кл. G 05 D 1/00, 1970.

900114

„вв"

Составитель В. РябЦев

Редактор Т. Киселева Техред И. Рейвес Корректор,И. Пожо

Заказ 12167/58 Тираж 670 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4