Источник опорного сигнала к балансировочному станку Советский патент 1986 года по МПК G01M1/22 

Изобретение отпосится к балансировочной технике и может быть нсгюльзовано в балансировочных станках для получения синусоидальных онорных напряжений, необходимых для измерения дисбаланса балансируемых роторов.

Целью изобретения является повышение точности опрелчеления дисбаланса за счет большей стабильности амплитуд квадратурных составляюш,их опорного сигнала и их взаимного фазового сдвига при флуктуа- циях скорости враш,ения.

На фиг. 1 представлена блок-схема источника опорного сигнала к балансировочному станку; на фиг. 2 - временные диаграммы работы элементов блок-схемы.

Источник опорного сигнала к балансировочному станку содержит датчик 1 опорного сигнала, реагируюш.ий на метку, нанесенную на поверхность балансируемого изделия, генератор 2 опорной часоты , связанную с ними СБОИМ первым и вторым входами схему 3 управления, соединенный с ее первым выходом накапливающий счетчик 4, реверсивнь е счетчики 5 и 6, счетные входь которых соединены соответственно с вторым и третьим выходами, а управляю- шие выходы - соответственно с третьим и четвер1ым входами схемы 3 управления, две идентичных цепочки формирования квадратурных составляюших, включаюш,ие каждая последовательно соединенные генератора 7(8) прямоугольного напряжения, вход которого соединен с четвертым (пятым) выходом схемы 3 управления, генератор 9(10) треугольного напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных преобразователя 1102) код-ток текундего значения, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика 5(6), и преобразователя 13(14) ток-напряжение, и безреактивный фильтр 15(16), регистр 17, первый вход которого соединен с 1пестым выходом схемы 3 управления, а второй - с выходом накап- ливаюпдего счетчика 4 и установочным входом реверсивного счетчика 5, и соединенные с выходом регистра 17, масн табируюш,ие преобразователи 18 и 19 код-ток, вторые входы которых соединены соответственно с входами безреактивных фильтров 15 и выходы соответственно с вторыми входами преобразователей 13 и 14 ток-напряжение.

Источник работает следуюшим образом.

Датчик 1 опорного сигнала вырабатывает при вращении балансируемой детали опорные импульсы , (фиг. 2а), которые поступают в схему 3 управления, генерирующую сигналы, определяюнлие последовательность работы генераторов 7 и 8 прямоугольного напряжения, накапливающего и реверсивных счетчиков 4-6 и регистра 17.

Генератор 2 опорной частоты генерирует импульсы заданных опорных частот 1 и f/4. Накапливающий счетчик 4 подсчитывает им5

0

пульсы генератора 2 опорной частоты, проходящие через схе.му 3 управления и следующие с частотой f/4, за время одного оборота балансируемого ротора, т.е. между двумя последовательными импульсами датчика опорного сигнала (фиг. 26). Но переднему фронту импульса датчика 1 данные накапливающего счетчика 4 переписываются в регистр 17 и реверсивный счетчик 5, после чего по сигналу схемы 3 управ0 ления накапливающий счетчик 4 сбрасывается в нуль и затем вновь начинает счет. Время задержки при этом определяется только частотными параметрами накапливающего счетчика 4, регистра 17 и реверсивного счетчика 5. Одновременно с этим реверсивный счетчик 5 начинает работать в режиме вычитания с частотой f (фиг. 2 в), а реверсивный счетчик 6 в режиме сложения с той же частотой (фиг. 2г). Реверс счетчиков 5 и 6 происходит по сигналам схемы 3 управления, инициируемым при обнулении одного из реверсивных счетчиков 5 и 6. В связи с тем, что частота работы реверсивных счетчиков 5 и 6 в четыре раза выще частоты работы накапливающего счетчика 4, содержащаяся в них информация изменя5 ется четыре раза в пределах от (число, переписанное в реверсивный счетчик 5 из накапливающего счетчика 4) до нуля за время между импульсами датчика 1 опорного сигнала. Информационные выходы реверсивных счетчиков 5 и 6 соединяются с информационными входами преобразователей 11, 12 код-ток текущего значения.

На входы опорного напряжения этих преобразователей подаются двуполярные сигналы стабильной амплитуды от генераторов 7 и 8 прямоугольного напряжения (фиг. 2 д,е). Сигналы управления указанными генераторами имеют взаимный фазовый сдвиг П/2, а изменения управляющих уровней каждого из них происходят с периодом, равным l/2f. Формирование этих сигналов определя0 ется моментами обнуления реверсивных счетчиков 5 и 6.

Число Омакс., записанное в регистр 17, поступает на информационные входы масштабирующих преобразователей 18 и 19 код-ток, включенных в цепь обратной связи преобразователей 13 и 14 ток-напряжение, причем выходы последних заведены на входы опорного напряжения указанной масштабирующих преобразователей 18 и 19 код-ток.

Работа преобразователей 13 и 14 ток- 0 напряжение заключается в поддержании нулевого значения алгебраической суммы входных токов, являющихся в данном случае выходными токами преобразователей 11, 12 и 18, 19 код-ток.

Указанное условие можно представить 5 в виде: I| 1, причем

0

5

ll UD-Г иых.|. 2 Л

г,

и вых.О макс. Квых,- 2.°

где и - выходное напряжение генератора 7(8) прямоугольного напряжения;

D - значение входного кода преобразователя 11(12) код-ток текущего значения;

RBUX.IJ RBbix.2 - выходные сопротивления преобразователей 11 и 12 код-ток текущего значения и масштабирующих преобразователей 18 и 19 код-ток;

UBUX. - выходное напряжение преобразователя 13(14) ток-напряжение;

п - число разрядов преобразователей 11, 12 и 18, 19 код-ток.

При использовании идентичных преобразователей код-ток,например, в интегральном исполнении их выходные сопротивления с высокой степенью точности равны (Квых.1 Квых.2). Тогда из записанных соотношений получаем

D

ивых. U

D.

25

Выходное напряжение преобразователей ток-напряжение имеет треугольную форму, причем ветви его являются квазилинейными и степень их отклонения от линейного закона определяется величиной дискреты используемого преобразователя код-ток и зависит от числа разрядов последнего (фиг. 2ж,з).

Поскольку D max - текущий код на информационных выходах реверсивных счетчиков 5 и 6 изменяется от О до D max, амплитуда ивых. треугольного напряжения всегда равна и.

Квадратурные треугольные напряжения с выходов преобразователей 13, 14 ток-напряжение (фиг. 2ж,з) поступают на входы 35 , а третий и четвертый входы безреактивных фильтров 15 и 16, с выходов которых снимаются квадратурные синусоидальные напряжения со стабильными амплитудой и фазой (фиг. 2 и,к).

В качестве преобразователей 11 и 12 код- ток текущего значения можно использовать, например, перемножающие цифроаналого- вые преобразователи, а преобразователей 13 и 14 ток-напряжение - инвертируюш,ие операционные усилители.

Использование преобразователей код-ток с числом разрядов п 8-12 позволяет обеспечить малую величину дискреты изменения треугольного напряжения, а значит его высокую линейность. В связи с этим

20 ного сигнала, реагирующий на м балансируемом изделии, и две цепо мирования квадратурных состав включающие каждая генератор пря ного напряжения, генератор треу напряжения и безреактивный фильт чающийся тем, что, с целью повыше ности определения дисбаланса, он схемой управления, первый вход соединен с датчиком опорного генератором опорной частоты, связ

,,Q вторым входом схемы управления ливающим и двумя реверсивными с ми, счетные входы которых соединен выми тремя выходами схемы упр четвертый и пятый выходы которо нены с генераторами прямоугольног

равляющими выходами реверсивны чиков, регистром, первый вход котор динен с шестым выходом схемы у ния, а второй - с выходом нака щего счетчика и установочным вход

40 вого реверсивного счетчика, и св ми с выходом регистра двумя ма рующими преобразователями код генераторы треугольного напр выполнены в виде последовательно с ных преобразователей код-ток текущ чения, вторые входы которых соед выходами,а выходы - с вторыми соответствующих масштабирующих разователей код-ток.

45

10

25

5 , а третий и четвертый входы

искажения формы синусоидальных напряжений оказываются пренебрежимо малыми.

Обновление величины D-,мaк в течение каждого оборота обеспечивает слежение частоты выходного напряжения источника опорного сигнала за скоростью вращения балансируемого ротора.

Погрешность сдвига фаз выходных квадратурных напряжений источника при Цмакс 2 равна с являясь малой и стабильной величиной.

Таким образом, источник опорного сигнала позволяет обеспечить с высокой точностью равенство амплитуд квадратурных составляющих опорного сигнала независимо от скорости вращения балансируемой де- 15 тали и высокие точность и стабильность их взаимного фазового сдвига.

Формула изобретения

Источник опорного сигнала к балансировочному станку, содержащий датчик опор20 ного сигнала, реагирующий на метку на балансируемом изделии, и две цепочки формирования квадратурных составляющих, включающие каждая генератор прямоугольного напряжения, генератор треугольного напряжения и безреактивный фильтр, отли- чающийся тем, что, с целью повышения точности определения дисбаланса, он снабжен схемой управления, первый вход которой соединен с датчиком опорного сигнала, генератором опорной частоты, связанным с

,Q вторым входом схемы управления, накап-- ливающим и двумя реверсивными счетчиками, счетные входы которых соединены с первыми тремя выходами схемы управления, четвертый и пятый выходы которой соединены с генераторами прямоугольного напряс управляющими выходами реверсивных счетчиков, регистром, первый вход которого сое динен с шестым выходом схемы управления, а второй - с выходом накапливающего счетчика и установочным входом пер0 вого реверсивного счетчика, и связанными с выходом регистра двумя масштабирующими преобразователями код-ток, а генераторы треугольного напряжения выполнены в виде последовательно соединенных преобразователей код-ток текущего значения, вторые входы которых соединены с выходами,а выходы - с вторыми входами соответствующих масштабирующих преобразователей код-ток.

5

(риг. 2

Составитель Ю. Круглои

Редактор Н. Ч. риатТехред И. Верес Корректор Т. Колб

Заказ 5216/37Тираж 778Подписное

ВИИИПИ осударстве 1иого комитета CCCI

но делам изобретений и открытий

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

Филиал ;lin «Патент, i-. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочны.х станках. Целью изобретения является повышение точности за счет большей стабильности амплитуд и фаз квадратурных составляющих опорного сигнала. Сигнал с датчика опорного сигнала через схему управления постунает на входы цепочек формирования квадратурных составляющих, включающих генератор прямоугольного напряжения, генератор треугольного напряжения и безреактивный фильтр. Запуск цецочек осуществляется с помощью схемы управления, связанных с ней накапливающего счетчика и двух реверсивных счетчиков. Стаби.-щзация выходного сигнала безреактивного фильтра осуществляется с BK.uoMCiiHoro в цсиь обратной связи генератора треугольного напряжения масн1табируюи1его преобразователя код-ток, на информапионный вход которого поступает сигнал с выхода регистра, связанного со схемой управления и с накаливаюнхим счетчиком. 2 ил. S (Л 1чЭ О5