Источник опорного сигнала к балансировочному станку Советский патент 1989 года по МПК G01M1/22 

I

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках для получения квадратурных синусоидальных опорных напряжений.

Цель изобретения - повышение точности определения дисбаланса.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 опорного сигнала, схему 2 управления, вход которой соединен с датчиком 1 опорного сигнала, схему формирования кода, выполненную в виде последовательно соединенных задающего блока 3, масштабирующего преобразователя 4 код - ток, преобразователя 5 ток - напряжение, первого блока 6 выборки- хранения, управляющий вход которого

соединен с первым выходом схемы 2 управления, преобразователя 7 напряжение - частота, накапливающего счетчика 8, управляющий вход которого соединен с вторым выходом схемы 2 управления, регистра 9, управляющий вход которого соединен с третьим выходом схемы 2 управления, второго блока 10 выборки-хранения, информационный вход которой соединен с выходом первого блока 6 выборки-хранения, управляющий вход - с четвертым выходом схемы 2 управления, а выход - с входом опорного напряжения масштабирующего преобразователя 4 код - ток, счетчика 11 текущего значения, информационный вход которого соединен с выходом преобразователя 7 напряжение - частота, а управляющий с пятым выходом схемы 2 управления, преобразователя 12 код - ток, вход опорного напряжения которого соединен с выходом преобразователя 5 ток - напряжение, цифровой вход -,с выходо регистра 9, а выход - с вторым входом преобразователя 5 ток - напряжение, и две цепочки и 14 формирования квадратурных напряжений, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных элемента 15 (16) памяти, вход которого соединен с выходом счетчика 11 текущего значения, и дополнительного преобразователя 17 (18) код - напряжение.

Источник опорного сигнала работае следующим образом.

Датчик опорного сигнала вырабатывает при вращении балансируемой детали опорные импульсы, которые поступают в схему 2 управления, генерирующую сигналы, определяющие последовательность работы блоков 6 и 10 выборки-хранения, регистра 9, накапливающего счетчика 8 и счетчика 11 текущего значения, которые совместно с задающим блоком 3 и преобразователями ток - напряжение 5 и код - ток 4 и 12 обеспечивают такое регулирование частоты преобразователя 7 напряжение-частота, что при любом периоде импульсов опорного сигнала число импульсов преобразователя 7 напряжение - частота, подсчитываемое за этот период счетчиком 11, остается

постоянным, i

По переднему фронту первого импульса опорного сигнала схема 2 управления формирует по II выходу импульс II, по которому блокируется накапливающий счетчик 8, а по III выходу - короткий импульс III, по которому происходит перезапись числа, накопленного в счетчике, в регистр 9, а по пятому выходу - импульс V сброса счетчика 11 текущего значения

По заднему фронту импульса II перезапись заканчивается, счетчик 8 продолжает счет, а схема 2 управления по I выходу формирует импульс I, по переднему фронту которого начинается, а по заднему заканчивается запись величины напряжения с выхода преобразователя 5 ток - напряжение в блок 6 выборки-хранения. По заднему фронту импульса I схема 2 управления по fv выходу формирует импульс IV, по пере71;нему фронту которого на0

5

0

чинается, а по заднему заканчивается запись величины напряжения с выхода блока 6 выборки-хранения в блок 10 выборки-хранения.

Следующий импульс V схемы 2 управления генерирует по второму импульсу опорного сигнала. Этот импульс V с выхода схемы 2 управления.обнуляет счетчик 11 текущего значения, а по окончании этого импульса счетчик 11 вновь начинает счет.

По следующему импульсу опорного сигнала весь описанный цикл схемы 2 управления повторяется.

Задающий блок 3 задает число импульсов Don , которое должны накапливать счетчики 8 и 11 за период опорного сигнала.

Величина тока I на выходе масштабирующего преобразователя 4 код - ток равна

, on11

5

0

5

0

где UK - величина напряжения на выходе блока 10 выборки-хранения, установленная в k-м периоде опорного сигнала по импульсу IV схемы 2 управления.

Работа преобразователя 5 ток - напряжение заключается в поддержании нулевого значения алгебраической суммы входных токов, являющихся выходными токами преобразователей 12 и 4, причем преобразователь 12 код - ток текущего значения включен в цепь обратной связи преобразователя 5 ток - напряженнее

Указанное условие имеет вид причем

т 1.2й. и т. .

i.ni.tt, у- Z.Г ,... . Ј.

5Ь|Х Г

Р.

К6Ы.П z

45

где R6bl, : и

0

5

КВЫ1(1Г- выходные сопротивления преобразователей 4 и 12

КОД - TOKj

Пк+1 - число импульсов, подсчитанное счетчиком 8 за период опорного сигнала в (k+1) периоде;

п - число разрядов преобразователей код - ток;

Uk+2 - напряжение, устанавливающееся на выходе преобразователя 5 ток - напряжение в период действия

514

импульса I схемы 2 управления и записанное в Оло- ке 6 выборки - хранения по импульсу III схемы 2 управления

При использовании идентичных преобразователей код - ток, например, в интегральном исполнении их выходные сопротивления с высокой степенью точности равны Kg,,, x-Квы п Тогда из приведенных соотношений следует, что

2°2.У

(1)

Величина

D

к-н

f.T,

(2)

где Т - период опорного сигнала, fK - частота следования импульсов преобразователя напря - жение - частота в k-м перио де опорного сигнала о Частота импульсов пгеобразователя 7 напряжение - частота определяется выражением

KU

к

(3)

где К - постоянный коэффициент,

UK - напряжение на входе преобразователя 7 напряжение - частота.

С учетом (2) и (3) выражение (1) принимает вид

Поп КТ

(4)

Результат следующих двух циклов работы принимает вид

on U .

Don

откуда U

Пая..

к ч- КТ

(5)

Равенство правых частей (4) и (5) означает, что

ищ-г ик -4Из этого следует, что

Don KU.T .П

;к+ ъ

10

15

20

744926

т.е„ частота импульсов преобразователя 7 напряжение - частота принимает требуемое значение в течение двух периодов частоты опорного сигнала.

Величина кода на выходе счетчика 11 текущего значения изменяется в течение периода опорного сигнала от О до Don . Этот код поступает на адресные входы элементов 15 и 16 памяти. Цифровой код на выходах элементов памяти изменяется для элемента 15 по закону синуса, а для элемента 16 - по закону косинуса, причем при изменении адресного кода от О до Don изменение выходного кода соответствует периоду опорного сигнала.

Выходной код элементов памяти поступает на цифровые входы дополнительных преобразователей код - напряжение, на выходе которых синтезируются синусная и косинусная составляющие напряжения.

25

Таким образом, предлагаемая схема

источника опорного сигнала позволяет обеспечить высокую точность балансировки в результате обеспечения низкого коэффициента гармоник квадратурных составляющих опорного сигнала в широком диапазоне регулирования скоростей вращения балансируемых роторов при сохранении высокой точности равенства амплитуд и стабильности вза- 35 имного фазового сдвига квадратурных составляющих опорного сигнала.

30

Формула изобретения

Источник опорного сигнала к балан-. сировочному станку, содержащий датчик опорного сигнала, схему управления, вход которой соединен с датчиком

опорного, сигнала, схему формирования кода и две цепочки формирования квадратурных составляющих, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения дисбаланса, схема формирования кода выполнена в виде последовательно соединенных задающего блока, масштабирующего преобразователя код - ток, преобразователя ток - напряжение, первого блока выборки-хранения, управляющий вход которого соединен с первым выходом схемы управления, преобразователя напряжение - частота, накапливающего счетчика, управляющий вход которого

соединен с вторым выходом схемы управления, и регистра, управляющей вход которого соединен с третьим выходом схемы управления, второго блока выборки-хранения, информационный вход которого соединен с выходом первого блока выборки-хранения, управляющий вход - с четвертым выходом схемы управления, а выход - с входом опорного напряжения масштабирующего преобразователя код - ток, счетчика текущего значения, информационный вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение - частота,

а управляющий - с пятым выходом схемы управления, преобразователя код - ток, вход опорного напряжения кото- рого соединен с выходом преобразователя ток - напряжение, цифровой вход - с выходо м регистра, а выход - с вторым входом преобразователя ток - напряжение, а каждая цепочка формирования квадратурных напряжений выполне-j- на в виде последовательно соединенных элемента памяти, вход которого соединен с выходом счетчика текущего значения, и дополнительного преобразователя код - напряжение.

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках для получения синусоидальных квадратурных опорных напряжений. Цель изобретения - повышение точности определения дисбаланса за счет снижения коэффициента гармоник опорных напряжений. Это достигается тем, что синусоидальные напряжения формируются с помощью двух цепочек, состоящих из элемента памяти преобразователя код-напряжение. В элементы памяти записан цифровой код синуса и косинуса. Электронная схема источника опорного сигнала обеспечивает синхронизацию управления опросом элементов памяти сигналом с датчика опорного сигнала. 1 ил.

Редактор И.Дербак

Составитель А.Паникленко

Техред М.ДидыкКорректор С.Шекмар

Заказ 1884/39

Тираж 788

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

13

м

Подписное