Источник опорного сигнала к балансировочному станку Советский патент 1987 года по МПК G01M1/22 

1

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных Станках для получения синусоидальных опорных напряжений, необходимых при «измерении дисбаланса балансируемых роторов.

Цель изобретения - повышение точности в широком диапазоне регулирования скорости вращения балансируемых роторов за счет поддержания равенства амплитуд квадратурных составляющих и отсутствия искажений их формы.

На чертеже изображена блок-схема ,источника опорного сигнала к балансировочному станку.

Источник опорного сигнала к балансировочному станку содержит датчик 1 опорного сигнала, соединенную с ним схему 2 управления, последовательно соединенные генератор 3 опорной частоты, счетчик 4 импульсов, установочный вход которого соединен с первым выходом схемы, 2 управления, дешифратор 5 и распределитель 6, информационные входы которого соединены со вторым и последующими выходами генератора 3 опорной частоты, а выход с вторьм входом схемы 2 управления, соединенный со вторым выходом последней накапливающий счетчик 7, реверсивные счетчики 8 и 9, счетные входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами схемы 2 управления, а управляющие выходы - с третьим и четвертым входами последней, две идентичных цепочки формирования квадратурных составляющих, включающие каждая последовательно соединенные генератор 10 (11) прямоугольного напряжения, вход которого соединен с пятым (шестым) выходом схемы 2 управления, генератор 12 (13) треугольного напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных преобразователя 14 (15) код - ток текущего значения, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика 8 (9), и преобразователя 16 (17) ток - напряжение, безреактив- ньм фильтр 18 (19), регистр 20, первый вход которого соединен с седьмым выходом схемы 2 управления, а второй с выходом накапливающего счетчика 7 и установочным входом реверсивного счетчика 8, и соединенные с выходом регистра 20 масштабирующие преобразователи 21 и 22 код - ток, вторые, ;

26928

входы которых соединены соответственно с входами безреактивных фильтров 18 и 19, а выходы - соответственР но со вторыми входами преобразователей 16 и 17 ток - напряжение.

Источник опорного сигнала к балансировочному станку работает следующим образом.

jQ Датчик 1 опорного сигнала, реаги- РУЮ1ЦИЙ на метку, вырабатывает при вращении балансируемой детали опорные импульсы, поступающие на первый вход схемы 2 управления, которая ге15 нерирует сигналы, определяющие последовательность работы счетчика 4 импульсов, генераторов 10 и 11 прямоугольного напряжения, накапливающего и реверсивных счетчиков 7-9 и регист20 ра 20.

Генератор 3 опорной частоты генерирует импульсы частоты f, подсчитываемые счетчиком 4 импульсов, и импульсы ряда опорных частот fj - f

25 и fj/4 - . При включении источника опорного сигнала к балансировочному станку схема 2 управления производит начальную установку счетчика 4, накапливающего и реверсивных счетчи30 ков 7-9 и регистра 20, причем до появления первого импульса датчика 1 опорного сигнала работа счетчиков 4, 7, 8 и 9 заблокирована сигналами схемь 2 управления.

Первьй импульс с датчика 1 опорного сигнала поступает в схему 2 управления и она разрешает работу счетчика 4 импульсов. Счетчик 4 подсчитывает импульсы частоты f и пре4Q кращает счет с приходом второго импульса с датчика 1 опорного сигнала. Таким образом, число импульсов, подсчитанное счетчиком 4, зависит от скорости вращения балансируемого

4g ротора.

Поскольку выход счетчика 4 импульсов соединен с входом дешифратора 5, то выходной сигнал дешифратора 5 определяется числом, накопленным в

50 счетчике 4 и также зависит от скорости вращения. С второго и последующих выходов генератора 3 опорной частота на информационные входы распредели- . теля 6 приходят сигналы с частотами

gg импульсов ., - f и . 35 .

f /4. Однако через распределитель 6 на вхОд схемы 2 управления проходят из приведенных рядов частот только две частоты f и f/4, величины которых определяются выходными сигналами дешифратора 5, поступающими на управляющие входы распределителя 6. I

Накапливающий счетчик 7 подсчиты- 5

вает импульсы генератора 3 опорной частоты, проходящие через схему 2 управления и следующие с частотой f/4, за время одного оборота балансируемого ротора, т.е. между двумя Ю последовательными импульсами датчика 1 опорного сигнала, по переднему фронту которых данные накапливающего счетчика 7 переписываются в регистр 20 и реверсивньй счетчик 8, после че- 15 ей 16 и 17 ток - напряжение имеет

ных в цепь обратной связи преобразо- ва -елей 16 и 17 ток - напряжение, выходы которых заведены на входы опорного напряжения масштабирующих преобразователей 21 и 22 код - ток.

Работа преобразователя 16 и 17 ток - напряжение заключается в поддержании нулевого значения алгебраической суммы входных токов, являющихся в данном случае выходными токами преобразователей 14 и 15 и 21 и 22 код - ток.

Выходное напряжение преобразоватреугольную форму, причем ветви его являются квазилинейными и степень их отклонения от линейного закона определяется величиной дискреты используемого преобразователя код - ток и зависит от числа п разрядов последне го и величины

30

го по сигналу схемы 2 управления накапливающий счетчик 7 сбрасывается в нуль и затем вновь начинает счет. Время задержки при этом определяется только частотными параметрами на- 20 капливающего счетчика 7, регистра 20 и реверсивного счетчика 8. Одновременно с этим реверсивный счетчик 8 начинает работать в режиме вычитания с частотой f, а реверсивный счетчик 9 - в режиме сложения с той же частотой. Реверс счетчиков 8 и 9 происходит по сигналам схемы 2 управления, инициируемым при обнулении одного из реверсивных счетчиков (8 или 9).В связи с тем, что частота работы реверсивных счетчиков 8 и 9 в четыре раза вьше частоты работы накапливающего счетчика 7, то содержащаяся в них информация изменяется че- 35 тыре раза в пределах от D (число, переписанное в реверсивный счетчик 8 из накапливающего счетчика 7) до нуля за время между импульсами датчика 1 опорного сигнала.

Информационные вькоды реверсивных счетчиков 8 и 9 соединены с инормационными входами преобразоватеей 14 и 15 код - ток текущего значения. На входы опорного напряжения последних поступают двуполярные сигналы стабильной амплитуды от генера- торов 10 и 11 прямоугольного напряения, сигналы управления которыми имеют взаимный фазовый сдвиг на , а изменения управляющих уровней каждого из них происходят с периодом, равным 1/2 Y . Форсирование этих сигналов определяется моментами обнуле40

25

gg

45

50

ЛИЯ реверсивнь1х счетчиков 8 и 9.

Число D

записанное в регистр 20, поступает ва информационные входы масштабирующих преобразователей 21 и 22 код - ток, включен ей 16 и 17 ток - напряжение имеет

ных в цепь обратной связи преобразо- ва -елей 16 и 17 ток - напряжение, выходы которых заведены на входы опорного напряжения масштабирующих преобразователей 21 и 22 код - ток.

Работа преобразователя 16 и 17 ток - напряжение заключается в поддержании нулевого значения алгебраической суммы входных токов, являющихся в данном случае выходными токами преобразователей 14 и 15 и 21 и 22 код - ток.

Выходное напряжение преобразоваей 16 и 17 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 п разрядов последнего и величины

I Квадратурные треугольные напряжения с выходов преобразователей 16 и 17

ток - напряжение поступают на входы безреактивных фильтров 18 и 19, с выходов которых снимаются квадратурные синусоидальные напряжения со стабильными амплитудой и фазой.

В качестве преобразователей 14 и 13 код - ток текущего значения можно использовать, например, перемножающие цифроаналоговые преобразователи, а преобразователей 16 и 17 ток - напряжение - инвертирующие операционные усилители.

Наличие в устройстве счетчика 4 импульсов, дешифратора 5 и распределителя 6 с указанными -связями обеспечивает выбор частоты импульсов генератора 3 опорной частоты таким образом, что число импульсов D д , подсчитываемое накапливающим счетчиком 7 за один оборот ротора, оказывается всегда близким к величине 2, в результате чего искажения формы выходных опорных напряжений и погрешность сдвига их фаз оказываются пренебрежимо малыми в очень широком диапазоне регулирования скоростей вращения.

Таким образом, предлагаемый источник опорного сигнала к балансировочному станку (по сравнению с известгными) обеспечивает высокую точность балансировки за счет поддержания с высокой точностью равенства амплитуд квадратурных составляющих, отсутствия искажений их формы и пренебрежи

МО малой погрешности их взаимного фазового сдвига (равного ) при наличии флуктуации скорости вращения ротора в процессе измерения в широком диапазоне регулирования скоростей вращения.

Формула изобретения

Источник опорного сигнала к бапан сировочному станку, содержащий после довательно соединенные датчик опорного сигнала и схему.управления, сое диненный с ее вторым выходом накапли вающий счетчик, два реверсивных счет чика, счетные входы которых соединены соответственно с третьим и четвер тым выходами схемы управления, а управляющие выходы - с третьим и четвертым входами последней, две идентичные цепочки, каждая из которых представляет собой последовательно соединенные генератор прямоугольного напряжения, вход которого соединен с пятым (шестым) входом схемы управления, преобразователь код - ток текущего значения, второй вход которого соединен с выходом соответствующего

Составитель Ю. Круглов Редактор А. Ревин Техред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3273/37 Тираж 776Подписное

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

fO

реверсивного счетчика, преобразователь ток -.напряжение и безреактивный фильтр, регистр, первый вход которого соединен с седьмым выходом схемы управления, а второй - с выходом накапливающего счетчика и установочным входом первого реверсивного счетчика, два соединенных с выходом регистра масштабирующих преобразователя код - ток, вторые входы которых соединены с входами соответствующих безреактивных фильтров, а выходы - . с вторыми входами соответствукяцих преобразователей ток - напряжение, и 5 генератор опорной частоты, отличающийся тем, что, целью, повышения точности в широком диапазоне частот вращения, он снабжен последовательно соединенными счетчиком импульсов, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а установочный вход - с первым выходом схемы управления, дешифратором и распределителем, информационные входы которого соединены с вторым и последующими выходами генератора опорной частоты, а выход - с вторым входом схемы управления.

20

25

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - ловьшение точности в широком диапазоне скоростей вращения. По сиг- налам датчика 1 опорного сигнала . счетчик 4 импульсов, соединенный с генератором 3 опорной частоты, подсчитывает импульсы частоты f за время первого оборота ротора. Число, накопленное в счетчике 4 импульсов, поступает на вход дешифратора 5, on- ределяющего прохождение сигналов частоты f и f/4 с генератора 3 опорной частоты через распределитель 6 в схему 2 управления, которые обеспечивают заполнение накапливающего счетчика 7, что приводит к уменьшению искажения формы выходных опорных напряжений к погрешности сдвига их фаз. 1 ил. IFTTnl хгх. I . (Л С