Датчик анализатора циклограммы вращения вала

Датчик анализатора циклограммы вращения вала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБВЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскмк

Соцмалмстмческмк

Республик

< 907443 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву = (22) Заявлено 09.07.80 (2l ) 2955720/18-10 с присоединением заявки И— (23) Приоритет

Опубликовано 23.02.82. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 26.02.82 (5! )М. Кл.

G 01 Р 3/64

В 01 P 3/489

3Ьеудерстеапв0 комитет

СССР ао делам изобретекий в етерытив

{53} УДК 621.317..39:53 1.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. П. Грузнов, Е. Д. Ефремов, В. П, Карпычев и Ю, К. Кутьин

Ивановский научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышпеннос ти (71) Заявитель (54) ДАТЧИК АНАЛИЗАТОРА Ш4КЛОГРАММЫ

ВРАЩЕНИЯ ВАЛА

Изобретение относится к технике измерения угловой скорости и ускорения неравномерно вращающихся валов с циклически изменяющейся нагрузкой, к технике оценки характера их изменения в за висимости 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. B 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 исполу. нации осушествляется осциллографирование работы датчиков, связанных с главным -валом станка, на временной диаграмме шлейфового осциллографа (1).

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, вал 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 соединены

907443

10 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 раскрученно о до требуемой угловой скорости чувствительного элемента и связанных с ним деталей. Таким образом, данное устройство может быть приспособлено для измерения циклограммы вращения. Необходимо лишь выделить метку, соответствующую нулевому положению вала (2)

Однако 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 вала на один или 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.

11ель изобретения — определение нестабильности угловой скорости на любом заранее заданном участке вала.

Поставленная 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

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 Q -входу триггера управления пропускаемых меток, а выход — к первому входу ключа управ- ления выдаваемых меток, второй вход которого 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 S -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, изменяюший уровень напряжения на выходе при сбросе в нуль содержимого счетчика числа выдаваемых меток 8, формирователь 11 пропускаемых меток, выдающий одиночный импульс напряжения при появлении перепада напряжения на выходе дешифратора 9 пропускаемых меток, формирователь 12 выдаваемых меток, выдаюший одиночный импульс напряжения при появлении перепада напряжения на выходе дешифратора

10 выдаваемых меток, триггер 13 управления пропускаемых меток, управляюший 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, управляюший 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, выдаюший прямоугольные импульсы стабильной час то ты, однови бра тор 18, уп равляюший 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 на выходе чувствительного элемента 4, линия задержки 21, задерживаюшая импульс генератора 17 импульсов времени на время наличия импульса на выходе чувствительного элемента 4, счетчик импульсов времени 22, суммирующий поступаюшие на вход импульсы генератора импульсов времени 17, группа усилителей считывания времени 23, выдаюших на выход датчика параллельный двоичный код времени появления импульсов сигналов о прохождении меток.

Элементы датчика взаимодействуют между собой следуюшим 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

55 выход - с вторыми входами усилителей

5 и 7 считывания числа пропускаемых меток и выдаваемых меток, с S -входом триггера 15 управления выдаваемых меток и Я -входом счетчика 22 импульсов времени. Вход регистра 2 числа выдаваемых меток соединен с вторым входом датчика, а выход — с первым входом усилителя 7 считывания числа выдаваемых меток. Вход регистра 1 числа пропускаемых меток соединен с третьим входом датчика, а выход - с первым входом усилителя 5 считывания числа пропускаемых меток. Второй вход счетчика 6 числа пропускаемых импульсов соединен с первым входом ключа. 14 управления пропускаемых меток и выходом триггера 16 управления пропускаемых меток, первый вход — с выходом усилителя 5 считывания числа пропускаемых меток, а выход — с входом дешифратора 9 пропускаемых меток. Второй вход счетчика 8 числа выдаваемых меток соединен с выходом ключа 14 управления пропускаемых меток, входом одновибратора 18, вторььл входом группы усилителей 23 считывания времени. Первый вход счетчика 8 числа выдаваемых меток соединен с выходом усилителя 7 считывания числа выдаваемых меток, а выход — со входом дешифратора 10 выдаваемых меток. Вход формирователя 11 пропускаемых меток соединен с выходом дешифратора 9 пропускаемых ме ок, а выход — с S -входом триггера управления пропускаемых меток 13. Вход формирователя 12 выдаваемых меток соединен с выходом дешифратора 10 выдаваемых меток, а выход — с -входами триггеров 13 и 15 управления пропускаемых меток и выдаваемых меток. Выход триггера 13 управления пропускаемых меток соединен с первым входом ключа 14 управления пропускаемых меток. Выход триггера 15 управления выдаваемых меток соединен с первым входом ключа 16 управления выдаваемых меток. Выход генератора 17 импульсов времени соединен со вторыми входами ключей прямого

19 и 20 следования и следования с задержкой. Выходы одновибра тора 18 соединены соответственно с первым входом ключа 19 прямого следования и с первым входом ключа 20 следования с задержкой. Вход линии задержки 21 соединен с выходом ключа 29 следования с задержкой, а выход — с выходом клк ча 19 прямого следования и первым входом счетчика 22 импульсов времени.! И }7 143

Первач груиия входов группы усилителей 23 считывания времени соединена с группой выходов счетчика 22 импульсов времени, я группа их выходов — с первой группой выходов датчика.

Датчик работает следующим образом.

Перед началом каждого очередного цикла анализа циклограммы вращения контролируемого вала в регистры 2 и 1 числа выдаваемых меток и пропускаемых меток через второй и третий входы датчика записываются двоичные коды. Этими кодами задается количество подлежащих выдачи сигналов о повороте контролируемого вала на характеризуемый метками угол и количество пропускаемых перед этим меток, сигналы о которых ие требуются в проводимом анализа. После этого через первый вход датчика на второй вход блока 3 управления подается напряжение, разрешающее работу датчика. При наличии этого напряжения каждый импульс с первого выхода чувствительного элемента 4, соответству}сщий(нулевому углу поворота контролируемого вала, проходит на выход блока 3 управле. Отсюда он подается, вопервых, на 1 -вход счетчика 22 «}мпульсов времени, устанавлчвая его в нуль. Вовторых, им переводится в единичное состояние триггер 15 управления выдаваемых меток. С erî выходя на первый вход ключа 16 управления выдаваемых меток подается разрешающее напряжение, открывающее ключ. Б-треть«}х,. по его команде содер«}а}мое регистров

1. и 2 числа пропускаемых меток и числа вь}даваемых меток усилителями 5 и ? считывания числа пропускаемых меток и выдаваемых меток переписыгается соответственно в счетчики 6 и 8 числа пропускаемых меток и выдаваемых меток.

Импульсы генератора 17 импульсов времени в этом режиме через открытый управляющий напряжением одновибратора

18 ключ 19 прямого следования поступают на первый вход счетчика 22 импуль-.ов времени и суммируются им изме) ряя время, прошедшее с момента нахождения контролируемого вала в положение

«гулевого угла.

При фиксации чупс твитель«}ь«}л элементом 4 прохождение очередной метки, на его втором выходе появляется импульс напрях<ения. Он проходит через откпь}тый} кл«оч 16 управления выдавае-. мых меток и поступает па первый вход

«(люча 14 управления пропускаемых меток 1} » орой вхo«7j счет }}п}та 6 числа

О I5

ЗО

45 иро}}ускя ем ых }1(ток. К«}ь "} 1 1 v I}(r ilIII(— нпя м T0K в этом режим(зйк11« IT, и и "1— пульс напряжения через него не ирох;дит.

Счетчик 6 числа пропускаемых ме}ок после поступления импульса уменьшает содержа}}«ийся код на единицу. Таким образом, сигнал о повороте контролируемого вяла на определенный метками угол ня вь.ход датчика не выдается.

Описанный режим работы датчика продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика 6 числя пропускаемых меток не станет равным нулю. При выполнении указанного условия на выходе дешифрятора 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 }«ропускаемых меток с выхода триггера 13 управления пропускаемых меток будет подан разрешаю}ций потенцкал, 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 кл«оча он поступает на второй выход датчика, являясь сигналом о прохождении очередной метки.

Одновременно он проходит на второй вход группы усилителей 23 считывания времени, которыми по команде этого импульса на первый выход дат}}ика выдается параллельный двоичный код времени от начала оборота контролируе }oro вала дo момента фиксации рассматриваемой метки чувствительным элементом 4.

Для того, чтобы не было искажения кода времени при считывании вызванного счить«ванием содержимого счетчика 22 импульсов времени B момент счета, импульс " выходя кл}оча 14 управления пропускаемых меток подается и на вход одновпбраторя 18, который, переходя ь неус той-«иное с ос тояние, закрывает ключ 19 прямого следования и открывает ключ 2О следования с задержкой.

Очередной импул=" (.. выходя генератора 17 импульсов времени через кл} ч 2(I следования с задеря,кой по(:тупя T B ли}}ик з(}держки (, в катар(>й находи т(.я до конца с }}1Т}.1} }или "ч} р я1, и"

907443

«0 счетчика 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. Клк чи 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 полностью прекращается.

Новый цикл работы датчика наступает после появления на первом выходе ч вствительного элемента 4 нового импул .са, свидетельствующего о том, что контролируемый вал начал новый оборот.

Прекращение работы датчика достигается снятием разрешакщего потенциала со второго входа блока 3 управления (первого входа датчика).

Формула изобретения

Датчик 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 непосредст35

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. К ори тысски и Я. И. и др. К омплексное механическое исследование автоматического ткацкого станка АТК-100.

Сб. Исследование машин ткацкого производства. Труды БНИИЛТЕК1 <АК.

Машгиэ, М., 1957.

2. Авторское свидетельство СССР № 648883, кл. G 01 Р 3/64, 1978 (прототип).

5 о

15 го

25 зо венно, 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, отличающийся 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 управления пропускаемых меток, триггер управления выдаваемых меток, ключ управления пропускаемых меток 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 S -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 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 5— входом триггера управления пропускаемых меток.

907443

С ос тавитель М . Хаус тов

Реда тор А. Шандор Техред Е. Харитончик Корректор M. Пожо

Заказ 58 1/52 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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