Измеритель вектора дисбаланса Советский патент 1989 года по МПК G01M1/22 

со о al

Изобретение относится к баланс ро вочной технике и может быть использовано при балансировке вращающихся деталей, узлов и механизмов.

Цель изобретения - повьшение точности за счет увеличения дискретности измерения фазы.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит генератор 1 синхроимпульса, измеритель 2 дисбаланса, соединенные с ним индикатор 3 и формирователь 4 импульсов, генератор 5 импульсов, последовательно соединенные первый счетчик 6 и цифровой индикатор 7, первый 8, второй 9 и третий 10 триггеры, С-входы которых соединены соответственно с выходами генератора 1 синхроимпульса, первого триггера 8 и формирователя 4 импульсов, а D-вход третьего триггера 10 - с выходом нторого триггера 9, два расширителя 11 и 12 импульса, вход первого из которых соединен с выходом первого триггера 8, первую 13, вторую 14 и третью 15 схемы И, первые входы которых соединены соответственно с выходами второго три.гера 9 и первого 11 и второго 12 расишрителей импульсов, а

вторые - между собой, с R-входами первого 8 и третьего 10 триггеров и с выходом генератора 5 импульсов, ждущий мультивибратор 16, первый вход которого соединен : выл1)Д . первой схемы И 13, элемент 17 задержки, вход которого соединен с выходом второй схемы И 14, второй счетчик 18, вход и выход которого соединены соответственно с вькодом и дторым входом ждущего мультивибратора 16, третий счетчик 19, вход которого соединен с К-вхог М второго триггера 9, входом второго расширителя 12 импульсов и выходом третьего триггера 10, а выход - с D-входом первого триггера 8, и схему ИЛИ 20, входы которой соединены с выходами ждущего мультивибратора 16 и элемента 17 задержки, а выход - с первым входом первого счетчика 6, второй вход которого соединен с выходом третьей схемы И 15.

Генератор 1 синхроимпульсов предназначен р,1}я выработки синхроимпульса при прохождении вращающимся телом метки, нанесенной на объект балансировки, через рабочую зону датчика и

490517

может быть выполнен, например, в виде бесконтактного индуктивного преобразователя.

Измеритель 2 дисбаланса предназначен для измерения колебаний (вибраций) объекта балансировки при его вращении в опорах, усиления и фильтрации сигнала вибрации на частоте JO вращения объекта.

Индикатор 3 предназначен для ин дикации амплитуды вектора дисбаланса.

Формирователь 4 импульсов предназначен для формирования нормиро- 15 ванных импульсов в момент, когда си нал с измерителя . дисбаланса макси мален.

Генератор 5 импульсов предназначен для генерирования импульсов че- 20 Рбз известный угол поворота объекта и выполнен в виде диска, например, механически с-вязанного и вращающегося вместе с балансируемым телом, имеющего п отверстий для формирования 25 импульсов с помощью фотодатчика.

Первьм счетчик 6 предназначен для формирования кода фазы вектора дисбаланса.

Цифровой индикатор 7 предназначен 30 для индицирования фазы вектора дисбаланса.

Первый триггер 8 предназначен для формирования временного интервала, началом которого является импульс с ,, выхода генератора 1 синхроимпульса, а концом - первый следующий за ним импульс с выхода генератора 5 импульсов.

Второй триггер 9 предназначен для Ап формирования .временного интервала.

45

50

55

началом которого является импульс L выхода генератора 1 синхроимпульса, а концом - импульс с дыхода формиро вателя 4 импульсов.

Третий триггер 10 предназначен для формирования временного интервала, началом которого является импульс с выхода формирователя 4 импульсов, а концом - первый после него импульс с генератора 5 импульсов.

Первый 11 и второй.12 расширители импульсов предназначены для увеличения длительности импульсов, поступающих на их входы, в десять раз.

Первая 13, вторая 14 и третья 15 схемы И предназначены для формирования на их.выходах последовательностей импульсов.

t

5149

Ждущий мультивибратор 16 предназначен для формирования последо атель- ности импульсов высокой частоты.

Элемент 17 задержки предназначен для задержки импульсов на время, необходимое для срабатывания перчиго счетчика 6.

Второй счетчик 18 предназначен для блокировки работы ждущего мультивиб- ратора 16 после того, как на его счетный вход поступит десять импульсов.

Схема ИЛИ 20 предназначена для формирования последовательности импульсов.

Третий с ч( гч;1к

преди. - ::..- и н

блокировки работы генератора 1 синхронизации.

Измеритель работает следующим , ОМ.

При вращении объекта балансировки генератор 1 синхроимпульса вырабать- вает импульс, который устанавливае первый триггер 8. При этом сигнал единичного уровня с выхода первого . ригг(:ра 6 поступает на вход первого расширителя 11 импульсов, а также устанавливает чторой триггер 9, на и-вход KOTOpoio подают CHI нал единичного уровня. В результате первая с:/ ,ема И 13 открывается и импульсы с выхода генератора 5 импульсов поступают на вход ждущего мультивибратора 16, который запускается и импульсы с его выхода через схему ИЛИ 20 поступают на счетный вход первого счетчика 6. При этом (после того, как ж;.. .т мультивибратор 16. вырабать част . -СЯ-. h импульсов), переполни.тся второ счетчик 18 и сигналом с его выхода заблокируется ждущий мультивибратор 16. Таким образом, по каждому импульсу с выхода генератора 5 импульсов на счетный вход первого счетчика 6 i- оступит десять импульсов. По перво- му импульсу с выхода генератора 5 импульсов (после того, как срабатывает генератор 1 синхроимпульса) in i вый триггер 8 сбросится. При этом и его выходе появится сигнал нулевого уровня. Первый расширитель 11 увепи чивает длительность пос упившего на его вход импульса в десять раз. В результате импульсы с выхода генератора 5 импульсов поступают чеэез вторую схему И 15 на счетный вход первого счетчика 6 (через элемент 17 задержки и схему ИЛИ 20 в течение -времени в десять раз большего, чем

.

ь-

о

я - Q ет

15

20

и - 25 о чзоас й о50

55

176

время от момента срабатывания генератора 1 синхроимпульса до момента прихода первого после этого импульса с выхода генератора 5 импульсов). , Элемент 17 задерживает эти импульсы на время, необходимое счетчику для подсчета десяти импульсов с выхода ждущего мультивибратора 16. При дальнейшем повороте объекта балансировки наступает момент, когда сигнал с измерителя 2 дисбаланса, имеющий максимальное значение, поступает на вход индикатора 3, при этом в индикаторе 3 индицируется амплитудл вектора дЯГсбаланса, а формиронат ль 4 им- иульсов формирует из этот сигнала импульс, устанавливающий третий триггер 10 в единичное состояние. Сигнал единичного уровня поступает на вход второго расширителя 12 имгульсов и сбрасывает второй триггер 9 в нулевое с.остояние. В результате .. ируется работа первой схемы И 13, ii чегез третий счетчик 19 блокируется работа первого триггера 8. При поступлении первого (после срабатывания формирователя 4 импульсов) импульса с выхода генератора 5 импульсов третий триггер 10 сбрасывается в нулевое состояние. Второй расширитель 12 формирует импульс, длительность которого в десять раз больше, чем длительность импульса и ч выходе третьего триггера 10. В результате импу.1псы с выхода .енератора 5 импульсов поступают через третью схему И 15 на реверсивный вход первого счетчика бив течение времени десять раз большего, чем время от момента срабатывания формирователя 4 импульсов до первого после этого импульса с выхода генератора 5 импульсов. Таким образом, в первом счетчике 6 сформируется код, соответствующий фазе вектора дисбаланса, который индицируется на цифровом индикаторе 7.

Эффективность предлагаемого изме- ;)ителя по сравнению с известными измерителями заключается в более высокой точности измерения.

При измерении фазы вектора дисбаланса известными измерителями, точность измерения ограничена величиной 20, где 0- угол, определяемый дискретностью генератора 5 импульсов.

Предлагаемый измеритель за счет дополнительного измерения значения фазы на ее границах более точно производит измерение фазы. Это достигается за счет увеличения с помощью расширителей 11 и 12 импульсов их длительности, .определения асинхрон- ности моментов прихода импульсов с генератора 5 импульсов с границами фазы и дальнейшего подсчета этих импульсов на расширенных.интервалах в счетчике 6. При этом импульсы генератора 5 импульсов, попадающие внутр фазы, увеличиваются ждущим мультивибратором 16 в десять раз.

Таким образом, предлагаемый измеритель (по сравнению с известными) более точно измеряет фазу вектора дисбаланса и, кромй того, формирует код фазы, полчостьь . JTBK твующе величине фязы, . о ; иоляе/ исключит из Cv-,,-irtri олоков чзме1.ителя стоящий ьычис питель i,микропроцессор) .

Формула изобретения

Измеритель вектора дисбаланса, содержащий генератор синхроимпульса, измеритель дисбаланса, соединенные с его выходом индикатор и формирователь импульсоя генератор импульсов, первый счетчи, л ииф) . индикатор, отличающийся тем, что, с целью повьииения точности, он снаО- жен первым, вторым и третьим триггерами, С-входы которых соединены соптветственно с выходами генератора синхроимпульса, первого триггера и формирователя импульсов, R-входы пер- вого и третьего триггеров - с выходом генератора импульсов, а D-вход тре- тьего - с выходом второго триггера, двумя расширителями импульса, вход первого из которых соединен с выходом

первого триггера, первой, второй и третьей схемами И, первые входы которых соединены соответственно с выходами второго триггера и первого и второго расширителей импульса, а вторые между собой и с выходом генератст), импульсов, ждущим мультивибрат , первый вход которого скединеа с Е-ЫХО- дом первой схемь И, элементом задержки, вход которого соединен с выходом

второй схРм-1 И, вторым счетчиком,

ьхол ii - ыхол ,: соединены соо ьетсгвенно с и вторым в;чодом -кдущего мультивибратора, третьим счетчиком, вход которого соединен с

R-входом второго триггера, входом

второго рас;ширителя импульса и выходом третьего триггера, а пыход - с D-ВХОДОМ первого триггера, и схемой ИЛИ, входы которой соединены с выходами ждущего мультивибратора и элемен- ::ij - « --ц, а выход - с перпым вхо- tT 1 euro счетчика, второй вход ко- соединен с выходом третьей схемы И,а выход - с иходом цифрового индикатора.

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения дискретности измерения фазы. Сигнал с генератора 5 импульсов поступает на вход ждущего мультивибратора 16 до его блокировки вторым счетчиком 18, при этом импульсы с выхода ждущего мультивибратора поступают на вход первого счетчика 6. После этого с задержкой, вырабатываемой элементом 17 задержки, на вход счетчика 6 поступают импульсы с генератора 5 импульсов, расширенные в первом расширителе 11 импульса. При достижении сигналом дисбаланса максимума его значение фиксируется индикатором 3, а импульс с формирователя 4 импульсов через второй расширитель 12 импульса поступает на реверсивный вход счетчика 6, где формируется код фазы дисбаланса, которая индицируется на цифровом индикаторе 7. 1 ил.