Устройство для измерения плотности намотки длинномерного материала Советский патент 1985 года по МПК B65H77/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике текстильной промышленности, а именно к устройствам определения плотности намотки длинномерного материала в процессе намотки его в рулон.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения погрешности от непостоянства толшины наматвтваемого материала.

На фиг. 1 приведена комбинированная схема измерителя радиуса намотки и схема фиксации момента достижения текуш,им радиусом значения предыдущего радиуса намотки, измененного на величину заданного прираш,ения; на фиг. 2 - схема счетчика оборотов рулона и регистратора.

Устройство для измерения плотности намотки длинномерного материала содержит наматываемый рулон 1, следящий вал 2, направляющие ролики 3, посредством которых транспортируется ткань 4 Со следящим валом 2 жестко связан ротор датчика 5 импульсов. На выходе Т датчика 5 тактовых импульсов формируются равноотстоящие импульсы, частота которых пропорциональна частоте вращения следящего вала 2. С валом наматывающего барабана I жестко связан ротор датчика 6 импульсов. Ротор датчика 6 со считывающей головкой 7 предназначен для формирования импульса на выходе Н, с помощью которого обеспечивается начало отсчета. Головка 8, расположенная по отношению к считывающей головке 7 под углом 1 рад, предназначена для формирования импульса на выходе /С, с помощью которого обеспечивается остановка счетчика 9. Сброс текущего значения радиуса намотки осуществляется с помощью головки 10 (выход С) перед началом каждого нового отсчета радиуса. Счетный вход счетчика 9 связан посредством ключа 11 и триггера 12 с датчиком 5 тактовых импульсов и считывающими головками 7 и 8 датчика 6 импульсов. Элементы 5- 12 представляют собой измеритель радиуса, а датчик 6 импульсов посредством считывающей головки 9 (выход Н) дополнительно выполняет функцию датчика частоты вращения рулона.

Счетчик 9 посредством элементов И 13 поразрядно подключен к первым входам сумматора 14, к вторым поразрядным входам которого присоединен задатчик 15 приращения радиуса намотки рулона, на выходах которого в виде параллельного двоичного кода задается величина приращения радиуса. Элементы 16, реализующие логическую операцию «Сумма по модулю 2, и элемент сравнения текущего радиуса намотки на выходах счетчика 9 и значения радиуса, запомненного на выходах счетчика 9 и значения радиуса, запомненного на выходах сумматора 14. Элементы 16 первыми своими входами поразрядно связаны с выходами счетчика 9 радиуса, вторыми входами - с

выходами сумматора 14. Все выходы элементов 16 присоединены к входам элемента ИЛИ-НЕ 17. Выход Я элемента 17 подключен к раздельным входам триггеров 18 и 19. 5 Инверсный выход триггера 18 посредством ключа 20 соединен с входами элементов И 13, а другой вход триггера 18 посредством импульсного элемента 21 задержки(С1} соединен с выходом ключа 20, один из входов которого связан с выходом /С считывающей головки 8 датчика 6. Второй вход триггера 19 подключен к выходу С считывающей головки 10 датчика 6. Выход триггера 19 присоединен посредством импульсного элемента 22 (GI) - к стирающему входу регистратора 23, посредством элемента 24 задержки (DL) и импульсного элемента (G1) 25 - к стирающему выходу счетчика 26, посредством элемента 27 задержки и импульсного элемента 28 - к общему входу блока элементов И 29, которые своими

0 вторыми входами присоединены поразрядно к выходам счетчика 26, а выходами - поразрядно к входам регистратора 23. Счетный вход счетчика 26 присоединен к выходу Я считывающей головки 7 датчика 6,

Устройство работает следующим образом. Измерение радиуса намотки заключается в том, что измеряется не непосредственно величина радиуса, а длина гибкого материала, намотанного на дуге в I рад.

- Точность отсчета радиуса зависит от установленной разрешающей способности датчика 5 тактовых импульсов. В начале отсчета с выхода Н сигнал поступает на вход триггера 12. На выходе триггера 12 возникает сигнал, который подается на вход ключа

5 11. На другой вход ключа 11 подаются тактовые импульсы с выхода Т датчика 5. Счетчик 9 начинает отсчет импульсов. При повороте ротора датчика 6 на угол 1 рад с выхода К на триггер 12 подается сигнал, который перебрасывает триггер. На входе

0 ключа 1 исчезает сигнал, в связи с этим тактовые импульсы датчика 5 не проходят на вход счетчика 9. Счетчик 9 прекращает счет, фиксируя текущее значение радиуса намотки. Перед началом следующего оборота сигнал с вь1хода С сбрасывает значение радиуса из ячеек счетчика 9 и цикл отсчета и фиксации радиуса намотки повторяется.

Суть измерения плотности намотки заключается в измерении числа слоев намотанного материала в толщине намотки величиной д R, где AR может быть задано как единица радиуса намотки. Число слоев на.мотанного материала фиксируется как число оборотов наматываемого рулона. Тогда плотность Л намотки определяется как А ,

5 а если д R 1 (см, мм, м), то д п (слоев (оборотов)/см, мм, .м, где п - число оборотов наматываемого рулона за период, когда радиус изменится на величину дй.

Система, реализующая определение плотности намотки, работает во взаимодействии с устройством измерения радиуса намотки и датчиками импульсов. Поразрядные элементы И 13 обеспечивают по команде с входа /С (выход /С датчика 6) через ключ 20 перенос в двоичном параллельном коде численного значения радлуса от счетчика 9 на первый вход сумматора 14. На второй вход сумматора 14 от задатчика 15 подается в двоичном параллельном коде численное значениеДК -- толщины намотки, на которой регистрируется число слоев. На выходе сумматора запоминается Яф R4-AR - фиксированное значение будущего радиуса, до которого с момента суммирования производится счет оборотов наматывающего вала счетчиком 26. Тактовые импульсы на счетчик 26 подаются с выхода Н датчика 6. Сравнение запомненного значения радиуса Йф на выходе сумматора 14 с текущим значением радиуса производится на поразрядных элементах 16, реализующих логическую операцию «Сумма по модулю 2.

R®R -RRj±RR5,

на первые выходы которых подаются поразрядные значения запомненного на выходе сумматора предыдущего радиуса, увеличенного на AR, а на вторые входы - поразрядные значения текущего радиуса с выхода счетчика 9. Выходы элементов 16 соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ 17. При равенстве запомненного и текущего значений радиуса на всех элементах 16 во всех разрядах исчезает сигнал.

В результате - на инверсном выходе элемента ИЛИ-НЕ 17 возникает сигнал, который, перебрасывая триггер 18, подготавливает ключ 20 к прохождению импульса со входа /С, который обеспечивает перевод нового значения радиуса из счетчика 9 в сумматор 14. Обратная связь через элемент 21 задержки возвращает триггер 18 в исходное состояние, делая невозможным воздействие импульсов с входа /С до тех пор,

пока новый импульс с инверсного выхода элемента ИЛИ-НЕ 17 не перебросит триггер 18.

Одновременно с сигналом на триггер 8 подается сигнал на триггер 19 с инверсного выхода элемента ИЛИ-НЕ 17. Переброс триггера 19 обеспечивает с помощью импульсных элементов 25, 28, 22 и элементов 22, 27 последовательно: сброс предыдущего значения плотности на.мотки из регистратора 23, перевод измеренного значения плотности намотки из счетчика 26 в регистратор 23 с помощью блока элементов И 29,сброс значения плотности намотки из счетчика 26. Сигнал с входа С возвращает триггер 19 в исходное состояние, а счетчик 26 начинает новый отсчет оборотов наматываемого рулона (импульсы со входа Я) до тех пор, пока значение радиуса намотки снова не увеличится на величину AR, что приведет к появлению импульса на инверсном выходе элемента ИЛИ--НЕ 17. Значение плотности намотки фиксируется в регистраторе 23 в течение всего времени, пока идет определение очередного значения плотности намотки.

фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ НАМОТКИ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, содержащее измеритель радиуса и датчик частоты вращения рулона, задатчик приращения радиуса намотки рулона, счетчик импульсов, элементы задержки, ключ и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения погрешности от непостоянства толщины наматываемого материала, оно имеет сумматор, элементы сравнения, элемент ИЛИ-НЕ, триггеры и элементы И, число которых равно числу разрядов счетчика имлульсов и измерителя радиуса рулона, при этом поразрядные выходы измерителя радиуса рулона подключены к первым входам соответствующих элементов сравнения и к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы которых связаны с выходом ключа, а выходы подключены к первым поразрядным входам сумматора, вторыми поразрядными входами связанного с соответствующими выходами задатчика приращения радиуса намотки рулона, а выходами - с вторыми входами элементов сравнения, входы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ-НЕ, выходом соединенного с первыми входами триггеров, причем второй вход первого триггера через первый элемент задержки связан с выходом ключа, а второй вход второго триггера соединен со сбрасывающим выходом датчика частоты вращения рулона, синхронизирующий выход которого связан с первым входом ключа, вторым входом соединенного с выходом первого триггера, при этом счетный вход счетчика импульсов связан с информационным выходом датчика частоты вращения рулона, выход второго триггера подключен к сбрасывающему входу регистратора и соответственно через второй и третий элементы задержки - к стирающему входу счетчика импульсов и к первым входам элементов И, вторые входы которых связаны с поразрядными выходами счетчика импульсов, СП а выходы подключены к поразрядным 00 4 входам регистратора. а