Измерительное устройство к балансировочному станку Советский патент 1986 года по МПК G01M1/22 

. 1 Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в станках для динамической балансировки роторов.

Цель изобретения - повышение том- иости измерения дисбаланса за счет изменения масштаба проекций дисбаланса .

На фиг. 1 приведена функциональная схема измерительного устройства к . балансировочному станку; на фиг.2- функциональная схема масштабного усилителя; на-фиг. 3 - временные диаграммы работы элементов измерительного устройства.

Устройство содержит генератор 1 опорных сигналов, два измерительных канала 2 и 3, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика 4 (5) дисбаланса, сумматора 6 (7), второй вход которого соединен с выходом датчика 5 (4) другого измерительного канала 3.(2), и усилителя 8 (9), двух синхронных детекторов 10 и 11 (12 и 13), первые входы которых соединены между собой и .с выходом усилителя 8 (9), а второй вход синхронных детекторов 10 и 12 (11 и 13) соединен с первым (вторым) выходом генератора 1 опорных сигналов, двух масштабных усилителей 14 и 15 (16 и 17), подключенны своими первыми входами соответственн к выходам синхронных детекторов 10 и 11(12 и 13), двух измерителей проекций 18 и 19 (20 и 21), подключенных- соответственно на выход мас- ,штабных усилителей 14 и 15 (16 и 17) и двух аналоговых ключей 22 и 23 (24 и 25), первый вход каждого из ко торых подключен соответственно к выходу масштабного усилителя 14 и 15 (16 и 17), генератор 26 тактовых импульсов, регистр 27 сдвига, С-вход которого соединен с выходом генера- тора 26 тактовых импульсов, а каждый из четырех выходов - соответственно с вторым входом аналоговых ключей 22-25, двухпороговый компаратор 28, вход которого подключен к соединен- ным между собой выходам аналоговых ключей 22-2,5, четыре триггера 29-32, ТЭ-входы которых соединены между собой и с выходом двухпорого,вого компаратора 28, а С-вход каждого из триггеров 29-32 соединен с соответст вуюш;ими выходами регистра 27 сдвига, первый логический элемент 2И 33, вы

5

0

1

5 5 0 5

0

19

ход которого подключен к соединенным между собой R-входам трип еров 29-32, элемент 34 временной задержки, выход которого соединен с R-входом регистра 27 сдвиг а, блок 35 управления, выход которого соединен с входом элемента 34 временной задержки и первым входом первого логического элемента 2И 33, переключатель 36 режима работы, первый выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента 2И 33, переключатель 37 масштаба, вход которого соединен с вторым вькодом переключателя 36 режима работы, логический элемент 5И-НЕ 38, первые четыре входа которого соединены соответственно с выходами триггеров 29-32, а пятый вход - с вторым входом первого логического элемента 2И 33, второй логической элемент 2И 39, первый вход которого соединен с выходом логического элемента 5И-НЕ 38, а второй вход - с выходом переключателя ,37 масштаба, инвертор 40, вход которого соединен с выходом второго логического элемента 2И 39 и с, соединенными между собой вторыми входами масштабных усилителей 14-17, два светодиода 41 и 42, подключенные соответственно к входу и выходу инвертора 40.

Вторые входы логических элементов 33 и 39 подключены к положительной схеме источника питания (не показан) через резисторы 43 и 44. Переключатель 36 режима работы имеет два положения: Aвтoмaтичecкfiй и Ручной и изображен на фиг. 1 в положении Автоматический. Каждьм из масштабных усилителей 14-17 выполнен (фиг. 2) в виде операционного усилителя 45, вход и выход которого являются соответственно первым входом и выходом масштабного усилителя, резистора 46, подключенного к входу и выходу операционного усилителя 45, и аналогового ключа 47, первый вход и выход которого соединен соответственно с входом и выходом операционного усилителя 45, а второй вход является вторым входом масштабного усилителя.

Устройство работает следующим образом.

Колебания опор станка, пропорциональные дисбалансу балансируемого ротора в плоскости опоры, воспринима- ,ются и преобразовываются в электри3

ческий сигнал датчиком 4 (5) дисбаланса, связанным с опорой балансировочного станка.

С помощью сумматоров 6 и 7 проводится разделение плоскостей коррекции. Выходной сигнал сумматора 6 (7) усиливается и фильтруется от помех усилителем 8 (9) и раскладывается на проекции в прямоугольной системе координат с помощью синхронных детек торов 10 и 11 (12 и 13), на управляющие входы которых приходят сдвинутые на 90 одно относительно другого выходные напряжения генератора 1 опорных сигналов.

Выходные напряжения синхронных детекторов 10-13, пропорциональные проекциям дисбаланса в плоскостях коррекции, измеряются и запоминаются измерителями 18-21 проекций, каж- лый из которых представляет собой аналоговое запоминающее устройство со стрелочным прибором с нулем посередине шкалы.

После разгона балансируемого ротора и окончания успокоения подвески станка блок 1 управления формирует команду на начало измерения. В этот момент (t, на фиг. 3) на выходе блока 1 управления появляется импульс, которьгй поступает на первый вход логического элемента 2И 33 и на вход элемента 34 временной задержки.

Так как на втором входе логического элемента 2И 33 есть высокий уровень от источника питания (через резистор 43), то на выходе логического элемента 2И 33 также появится высокий уровень напряжения, который поступит на R-входы триггеров 29-32 D- типа и установит их в. нулевое состояние, В этот момент на выходе элемента 38 5И-НЕ будет Лог.1, все аналоговые ключи 47 будут замкнуты и коэффициент передачи масштабных усилителей 14-17 будет равен 1.

По окончании времени, отведенного на измерение, положительным фронтом импульса с выхода элемента 34 временной задержки, поступившим .на R-вход регистра 27 сдвига, в первый разряд регистра 27 записывается единица (Лог.Т), а в остальные разряды - нули (Лог.О). .

Регистр 27 сдвига может быть реализован, например, на пяТи последовательно соединенных триггерах УК-типа

591194

Каждым последующим импульсом с выхода генератора 36 тактовых импульсов на С-вход регистра 27 сдвига единица в первом разряде регистра 27 5 будет перезаписываться во второй разряд, затем в третий, затем в четвертый .

При этом будут поочередно включаться аналоговые ключи 22-25, пооче- О редно подключая к входу двухпорогово- го компаратора 28 выходы масштабных усилителей 14-17, Один из порогов компаратора 28 настраивается на положительное значение проекций, при ко- 15 торой необходимо перейти на более

точный масштаб, а другой порог - на такое же отрицательное значение.

Это вызвано тем, что при измерении проекций дисбаланса в прямоуголь- 20 ной системе координат на каждом из измерителей 18-21 проекций могут быть получены как положительные значения проекций, так и отрицательные. . Если каждая из проекций дисбалан- 25 са в процессе измерения получилась менее, например, 1/3 от шкалы прибора, то можно переходить на более точ- ньй масштаб, при котором коэффициент передачи каждого их масштабных усили- 30 телей 14-17 увеличивается в три раза (мажет быть выбран и другой масштаб, например, 5), При поочередном подключении к входу компаратора 28 выходов -масштабных усилителей 14-17 также j, поочередно на С-вход каждого из триггеров 29-32 поступают импульсы с хода соответствующего разряда регистра 27 сдвига.

Если при каждом подключении соот40 ветствующего масштабього усилителя 14-17 каждая из проекций будет меньше порога срабатывания компаратора 28, то в каждом случае на выходе компаратора 28 будет высокий уровень,

45 который поступит на соединенные между собой D-входы триггеров 29-32, и в каждом случае соответствующий триггер установится в единичное состояние. Если на выходах всех триг0 геров 29-32 появится высокий уровень, то на выходе элемента 5И-НЕ 38 появится низкий уровень и на выходе элемента 2И 39 - также низкий уровень, который поступит на вторые вхо-

55 ды масштабных усилителей 14-17, открыв при этом аналоговые ключи 47, Коэффициент передачи масштабных усилителей 14-17 увеличится в три раза

51

(коэффициент усиления может регулироваться изменением резистора 46 и подбирается в зависимости от соотношения начального и остаточного измеряемых дисбалансов), и показания на всех измерителях 18-21 проекций увеличатся в три раза. Измерение параметров дисбаланса можно в этом случае произвести точнее. Светодио- ды 41 и 42 индицируют масштаб (х1 и хЗ соответственно;, в котором произведено измерение параметров дисбаланса.

При установке переключателя 36 режима работы в положение Ручной, при котором оба контакта переключателя 36 окажутся замкнутыми, автоматический выбор масштаба производиться не будет, так на пятом входе элемента 5И-НЕ 38 будет все время низкий уровень. Масштаб измерения в этЪм случае можно выбрать оператору с помощью переключателя 37 масштаба, в зависимости от положения которого на втором входе логического элемента 2И 39 будет высокий или низкий уровень.

Соответственно изменяется уровень и на выходе логического элемента 2И 39,- изменяя коэффициент передачи масштабных усилителей 14-17.

Таким образом, в зависимости от значения измеряемого дисбаланса устройство обеспечивает автоматический или ручной выбор масштаба измерения и его индикацию, что повьш1ает точность измерения параметров дисбаланса.

Формула изобретения

Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее блок управления, элемент временной задержки, генератор опорных сигналов и два измерительных канала, каждый Из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с датчиком дисбаланса другого измерительного канала, и усилителя, двух синхронных детекторов, первые входы которых соединены между собой и с выходом усилителя, второй вход каждого детектора соединен с

19 .

соответствуюш:им выходом генератора опорных сигналов, и двух измерителей проекций, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности за счет автоматического переключения масштаба измерения, оно снабжено че- тьтрьмя масштабными усилителями, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего синхронного детектора, а выход - с входом одного из измерителей проекций, четырьмя аналоговыми ключами, вход каждого из которых соединен с входом одного из измерителей проекций, регистром сдвига, каждый из выходов которого соединен с вторым входом одного из аналоговых ключей, а R-вход с выходом элемента временной задержки, генератором тактовых импульсов, выход которого соединен с С-входом регистра сдвига, первым логическим элементом 2И, первый вход которого соединен с вьпсодом блока управления и входом элемента временной задержки двухпороговым компаратором, вход которого подключен к соединенным между собой выходам аналоговых ключей, четырьмя триггерами, D-входы которых соединены между собой и с выходом двухпорогового компаратора, R-входы соединены между собой и с выходом первого логического элемента 2И, а С-вход каждого - с соответствующим выходом регистра сдвига, логическим элементом 5И-НЕ, четьфе первых входа которого соединены с выходами соотвтствующих триггеров, вторым логическим элементом 2И, первый вход которого соединен с выходом логического элемента 5И-НЕ, переключателем режима работы, первый выход которого соединен с пятым входом логического элемента 5И-НЕ и с вторым входом первого логического элемента 2И, переключателем масштаба, вход которого соединен с вторым выходом переключателя режима работы, а выход - с вторым входом второго логического элемента 2И, инвертором, вход которого соединен с выходом второго логического элемента 2И и соединенными между собой вторыми входами масштабных усилителей, и первым и вторым светодиодами, соединенными соответственно с выходами второго логического элемента 2И и инветора.

вхозг

Фие.2

) ( Начало

змеренир}

Редактор Н.Марголина

Заказ 5112/39Т«раж 778 { дЬЙсноё

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий :113035, Москва, Ж-35, Раушская; наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.УжгородГупГпроёктнаяГ

Фмг.3

h (нанеи измерение)

С ос тавит №1, Ю. КРУ глов

Техред И.ПоповичКорректор М.Максимишинец

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в станках Для динамической балансировки роторов. Целью изобретения является повъшение точности измерения дисбаланса за счет изменения масштаба его проекций. Сигналы с синхронных детекторов через мае- штабные усилители и аналоговые ключи, управляемые регистром сдвига, ; связанным с генератором тактовых ИМ7 пульсов и устройством временной задержки, поочередно поступают на компаратор, с выхода которого сигнал поступает на D-входы триггеров, также связанные с регистром сдвига. В зависимости от величины сигнала на выходе масштабных усилителей триггеры формируют логические сигналы, поступающие на вход логического элемента 5И-НЕ, выход которого через логичес- кий элемент 2И связан с вторыми входами масшатбных усилителей.При малом значении дисбаланса на выходе логического элемента 5И-НЕ появляется логический сигнал, определяющий изменение коэффициента передачи масштабных усилителей, о чем сигнализирует све- тодиод. 3 ил.. о 9 (/)