Бесконтактный профилометр для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин Советский патент 1986 года по МПК G01B7/287 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для контроля микрогеометрии рабочей поверхности коллекторов электрических машин.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет обеспечения синхронизации измерений при изменении частоты вращения коллектора.

На фнг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема блока управления.

Бесконтактный профилометр содержит первый преобразователь 1 перемещений, установленный над рабочей поверхностью контролируемого коллектора 2 и соединенньш с блоком 3 питания и измерительной схемой 4, блок 5 обработки измерительного сигнала, соединенньш входом с измерительной схемой 4, первым, вторым и третьим входами с блоком 6 управления, выходом - с регистратором 7. Профилометр содерлсит также второй преобразователь 8 перемещений, смещенный относительно первого преобразователя перемещений на половину коллекторного деления bk/2 в тангенциальном направлении коллектора и соединенный с блоком 3 питания и блоком б управления. Рабочая поверхность коллектора 2 состоит из чередующихся пластин 9 из высокоэлектропроводного, материала и изоляционных проме кут- ков 10. Коллекторное деление bk - это расстояние между центрами двух соседних коллекторных пластин, а половина коллекторного деления bk/2 расстояние между центрами коллекторных пластин и соседних с ними изоляционных промежутков.

Блок 6 управления (фиг.2) содержит измерительную схему 11, соединенную с первым входом компаратора 1 выход которого соединен с ограничителем 13, источник 14 опорного сигна ла, соединенный со вторым входом ком

паратора 12, и схему 15 сброса.

Бесконтактный профилометр работает следующим образом.

Выходной сигнал первого преобразователя 1 перемещений, пропорциональный расстоянию между преобразователем и контролируемой поверхностью вращакщегося коллектора 2, выделяется измерительной схемой 4,

to

15

20

, 25

2606722:

усиливается ею, инвертируется и в виде последовательности импульсов от коллекторных пластин поступает на вход блока 5 обработки измерительного сигнала. Амплитудные значения импульсов измерительного сигнала, несущие информацию об истинной высоте коллекторных пластин, достигаются в моменты нахождения первого преобразователя 1 перемеп1ений над центрами соответствующих коллекторных пластин 9. В эти же моменты времени второй преобразователь 8 перемещений, вследствие его смещения на половину коллекторного деления относительно первого преобразователя-1, находится над центрами изоляционных промелсутков 10, ширина которых в 4-6 раз меньще ширины коллекторных пластин. Поэтому с выхода второго преобразователя 8 перемещений снимаются узкие импульсы, соответствующие изоляционным промежуткам, которые поступают в блок 6 управления, где формируются и подаются на первый управляющий вход блока 5 обработки измерительного сигнала строго синхронно с амплитудными значениями измерительного сигнала независимо от частоты вращения коллектора. Блок 5 обработки измерительного сигнала на основе управляющих импульсов с блока 6 управления выделяет амплитудные значения измерительного сигнала, формирует сигнал, пропорциональный разности амплитудных значений измерительного сигнала от каждых двух соседних коллекторных пластин, выделяет максимальное значение разностного сигнала, запоминает его и подает на регистратор 7. Таким образом, на регистраторе 7 фиксируется величина максимального перепада между соседними коллекторными пластинами за один оборот коллектора. После окончания измерения блок 6 управления вырабатывает сигнал сброса, который подается на второй управляющий вход блока 5 обработки измерительного сигнала . Этот сигнал позволяет сбросить до нуля значение измеренного сигна- ла и подготовить профилометр для нового измерения.

Блок 6 управления работает следующим образом.

Выходной сигнал второго, преобразователя 8 перемещений формируется измерительной схемой 11 и подается

30

35

45

50

55

на первьш вход компаратора 12. Этот сигнал имеет такую же форму, как и измерительный сигнал, однако сдвинут во времени относительно него на половину коллекторного периода Tjj/2, где TK - коллекторный период (время между амплитудными значениями сигнала от двух соседних пластин коллектора) . На-второй вход компаратора 12 подается опорное напряжение Поп от источника 14 опорного сигнала. При превьшении уровня опорного напряжения UQI, узкими импульсами сигнала от изоляционных промежутков 10 происходит переключение компаратора 12 и с его выхода снимается сигнал в виде узких импульсов. Этот сигнал ограничивается сверху на нулевом уровне ограничителем 13 и в виде управляющих импульсов подается на второй вход блока 5 обработки измерительного сигнала. Управляющие импульсы расположены всегда точно против амплитудных значений измерительного сигнала независимо от изменения частоты вращения коллектора. После окончания измерения схема 15 сброса вырабатывает сигнал сброса, который подается на третий вход блока 5 обработки измерительно- го сигнала и подготавливает этот блок к новому циклу обработки измерительного сигнала.

Формула из обрата я 1. Бесконтактный профилометр для

контроля микрогеоматрии коллекторов

5 О 0 0

5

электрических машин, содержащий преобразователь перемещений, подклю- ченнук) к его выходу измерительную схему, блок обработки измерительного сигнала, связанный с выходом измерительной, схемы, бдок управления, подключенный к второму и третьему входам блока обработки измерительного сигнала, регистратор, связанный с выходом блока обработки измерительного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в условиях изменения частоты вращения коллектора, он снабжен вторым преобразователем перемещений, установленным над рабочей поверхностью контролируемого коллектора, смещенным относитально первого преобразователя на половину коллекторного делания в тангенцйальн- ном направлении и (уоединанньм с входом блока уйравла кия.

2. Профилометр по п;1, отличающийся тем, что блок управления содержит цайь из посладо- вательно соадиненных измеритальной схемы, компаратора, ограничителя, источник опорного сигнапа, подклю- чанный к второму входу компаратора, схему сброса, вход измарительной схамы является входом , а выходы ограничиталя и схамы сброса - выходами блока управ - ления.

фиг.

иг. г

Редактор Н.Горват

Составитель Ю.Петраковский

Техред Л.ОлейникКорректор М.Самборская

Заказ 5214/36 Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промьш- ленности для контроля микрогеометрии рабочей поверхности коллекторов электрических машин. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет обеспечения синхронизации измерений при изменении частоты вращения коллектора. Сигнал с первого преобразователя перемеп ений поступает в измерительную схему, с которой сигнал подается в блок обработки измерительного сигнала. В блоке обработки измерительного сигнала выделяются амплитудные значения измерительного сигнала, пропорциональные геометрии пластин измеряемого коллектора. Блок формирует из этих сигналов сигналы разности амплитудных значений, запоминает их и подает на регистратор. Привязка измерений амплитудных значений сигнала к середине коллекторной пластины осуществляется за счет второго преобразователя перемещений, смещенного относительно первого преобразователя на половину коллекторного периода. Сигнал со второго преобразователя перемещений поступает в блок управления, который синхронизирует работу блока обработки измерительного сигнала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.. о S СП