Устройство для измерения скорости вращения вала в пределах одного оборота Советский патент 1988 года по МПК G01P3/36 G01P15/93 

11429034

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для анализа работы различных типов двигателей и их контроля.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - пространственная диаграмма, поясняющая работу устрой10

м л

ства; на фиг, 3 - временная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство (фиг.О состоит из основного зеркала 1, площадки 2, двига

отразившись от него, вернется по тому же пути.

В результате на выходе автоколлиматора 6 появится импульс, соответствующий первому отражению (фиг,2а, где V - постоянный угол между дополнительным зеркалом и лучом, отраженным от основного зеркала; oi, - угол поворота площадки 2, жестко закрепленной на валу двигателя 3, т.е. угол поворота вала двигателя 3).

При повороте вала двигателя на угол oi луч, отразившись от внешне

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства. С помощью автоколлиматора 6 на зеркало 1 направляется луч света, претерпеваюпдай многократные отражения от зеркал 4,5, расположенных в плоскости развертки луча. При вращении вала на выходе автоколлиматора 6 формируются серии импульсов фототока. Это позволяет с повышенной точностью проводить измерения скорости вращения в пределах одного оборота вала, 3 ил. И (Л .z.l

теля 3, внешних зеркал 44-4,, допол- 5 ° зеркала 4,,, попадает на дополнинительного зеркала 5, фотоэлектрического автоколлиматора 6, логического блока 7, счетчиков 8 интервалов времени, вычислительного блока 9.

В автоколлиматор 6 конструктивно 20 входит источник и приемник света, оптически согласованные через основное зеркало, дополнительное зеркало 5 и внешние зеркала 4 с помощью светоделителя (не показан).25

Логический блок 7, счетчик 8 интервалов времени и вычислительный блок 9 объединены в счетно-решающий блок 10,

Основное зеркало 1 расположено на площадке 2, жестко связанной с валом ЗО двигателя 3, под углом 45 к оси вала, внешние зеркала 4, - 4 расположены равномерно по радиусу окружности в плоскости развертки луча параллельно оси вала, дополнительное зеркало 5.расположено на площадке 2 таким образо.м, что лучи, отраженные последовательно от каждого из внешних зеркал 4, при повороте вала двигателя претерпевают многократное отражение между каждым из внешних зеркал .дополнительным зеркалом -5. Выход фотоэлектрического автоколлиматора 6 .соединен с входом логического блока 7, выход которого соединен с входом счетчика 8 интервалов времени, выход которого соединен с входом вычислительного блока 9. .

35

45

тельное зеркало 5. В момент дикулярности падающего луча к дополнительному зеркалу 5 луч, отразившись от дополнительного зеркала,возвращается обратно по тому же пути.

В результате на выходе автоколлиматора появится второй импульс, соответствующий второму отражению (фиг.2б). В этом случае

40

0

T- 2

При дальнейшем повороте вала двигателя 3 на угол Ы-з луч, отразившись от дополнительного зеркала 5, попадает на внешнее зеркало 4,, В момент перпендикулярности падающего луча плоскости внешнего зеркала 4 произойдет третье отражение, в ре зультате чего луч, отразившись от внешнего зеркала 4,, возвратится по тому же пути, но уже в обратном направлении, В результате на выходе автоколлиматора появится третий импульс (фиг.2в). В .этом случае

oi,

(f З

Аналогично рассуждая, при повороте вала двигателя 3 нц угол odj, п- му отражению будет соответствовать п-импульс на выходе автокоплиматора 6 (фиг.2г). В этом случае

п

II

(-- - (,).

Устройство работает следующим образом.

Луч от фотоэлектрического автоколлиматора 6, расположенного соосно с валом двигателя 3, попадает на основное зеркало 1, отразившись от него попадает на внешнее зеркало 4(.

В момент перпендикулярности падающего луча к внешнему зеркалу.4 луч,

тельное зеркало 5. В момент дикулярности падающего луча к дополнительному зеркалу 5 луч, отразившись от дополнительного зеркала,возвращается обратно по тому же пути.

В результате на выходе автоколлиматора появится второй импульс, соответствующий второму отражению (фиг.2б). В этом случае

0

T- 2

При дальнейшем повороте вала двигателя 3 на угол Ы-з луч, отразившись от дополнительного зеркала 5, попадает на внешнее зеркало 4,, В момент перпендикулярности падающего луча плоскости внешнего зеркала 4 произойдет третье отражение, в результате чего луч, отразившись от внешнего зеркала 4,, возвратится по тому же пути, но уже в обратном направлении, В результате на выходе ав. токоллиматора появится третий импульс (фиг.2в). В .этом случае

oi,

(f З

Аналогично рассуждая, при повороте вала двигателя 3 нц угол odj, п- му отражению будет соответствовать п-импульс на выходе автокоплиматора 6 (фиг.2г). В этом случае

п

II

(-- - (,).

При дальнейшем повороте вала двигателя 3 аналогичную картину получим в результате многократного отражения от второго, третьего,..., К-го внеш- него зеркала 4, расположенных по радиусу окружности.

Таким образом, в результате одного оборота вала двигателя 3 с каждо31429034

го из к зеркал получаем п импульсов, соответствующих п отражениям.

Ширина импульсов в угловых единицах обратно пропорциональна п, т.е. числу отражений

г те от

bt л---, п

Импульсы с выхода автоколлиматора 6 поступают в логический блок 7,

Поскольку ширина первого импульса вдвое больше второго и каждый после- дую1ф1Й соответственно меньше предыдущего, используя это обстоятельство, логический блок 7 пропускает п импульсов, соответствующих п отражениям от каждого из внешних зеркал (фиг.3).

На фиг.З по горизонтали отложена угловая развертка, где каждому импульсу соответствует определенный угол, т.е.

п - 1 ,7

--- U-- -V).

Угол между соседними импульсами будет

oi,

- oi

«-I

1,

-пТпИГ -г -V).

Угол между f,n-M импульсом от одного зеркала и первым импуль- к1

сом от последующего зеркала od

360° -:;-, где К - число зеркал, очевил.

но будет

Ы,

L. п

- Z-oi; .

i

Каждому углу Д Ы„соответствует инсотервал времени &t, а углу Aoiop ответствует ut ,

Импульсы с логического блока 7 поступают в счетчик 8 измерения интервалов времени.

Значение замеренных интервалов времени поступает в вычислительный блок 9, где по формуле

oi V ---

.

вычисляются значения скоростей для соответствующих интервалов.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости вращения вала в пределах одного оборота, содержащее источник и приемник света, оптически согласованные через основное ,зеркало, закрепленное на валу под углом 45° к оси вращения, и счетно решающий блок, подключенный к выходу приемника света, отличающееся тем, что, с целью

повышения чувствительности, в него введены внешние зеркала, равномерно расположенные в плоскости развертки луча., и дополнительное зеркало,закрепленное на валу в плоскости развертки луча, при этом источник и приемник света оптически согласованы через основное, дополнительное и внешние зеркала по автоколлиматацион- ной схеме.

0 «-2 jct... oCfj .ост of. 2 j

W2.J

vxx/x/vx/