Устройство для измерения дисбаланса Советский патент 1989 года по МПК G01M1/22 

ycTpoftctBo относится к балансировочной технике и может быть использовано при балансировке вращающихся деталей, узлов и механизмов.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения погрешности вызванной неравномерностью вращения.

На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - алгоритм ра- боты вычислителя.

Устройство содержит измеритель 1 дисбаланса, генератор 2 синхроимпульса, последовательно соединенные генератор 3 электронных импульсов, программируемый делитель 4, схему И соединенный с ней входом запуска аналого-цифровой преобразователь (А1Щ) 6, информационный вход которого соединен с выходом измерителя 1 дисбаланса, первый триггер 7, регистр 8, блок 9 готовности, вычислитель 10, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами регистра 8 и блока 9 готов- ности, а второй вход - с соответствующим входом программируемого делитля 4, индикатор 11, вход которого содинен с первым выходом.вычислителя 10j генератор 12 импульсов, выход которого соединен с S-входом первого триггера 7, счетный триггер 13, вход которого соединен с выходом генератора 2 синхроимпульса, а выход - с вторым входом схемы 5 И. и третьим входом вычислителя 10, второй триг- гер 14, )-вход ijoToporo соединен с выходом первого триггера 7, элемент 15 задержки, вход которого соединен с С-входом второго триггера t4 и с синхронизирующим выходом АЦП 6, а выход - с R-входом первого триггера 7, С-входс регистра 8 и входом блока 9 готовности, блок 16 инверторов и мультиплексор 17, первый информационный вход которого соединен с информацнонньм выходом АЦП 6 и входом блока 16 инверторов, второй информационный вход - с выходом последнего, адресный вход - с выходом второго триггера 14, а выход - с D-входой регистра 8.

Измеритель 1 дисбаланса может быть выполнен, например, на базе бесконтактного индуктивного преобразователя, обеспечивающего измерение относительных колебаний (вибраций) объекта балансировки при его вращении в опорах: усиление сигнала вибраций

с Q 5 5 0

0

5

5

и фильтрацию, с целью выделения составляющей, соответствующей частоте вращения объекта. Генератор 2 синхроимпульса может быть вьтолнен, например, в виде бесконтактного индуктивного измерительного преобразователя, вырабатывающего синхроимпульс при прохождении метки, нанесенной на объект балансировки, через рабочую зону датчика. Генератор 3 импульсов может быть выполнен например, йа базе ИМС 155 АГЗ, аналого- цифровой преобразователь 6 в виде АЦП К1113 ПВ1А, вычислитель 10 - на базе микроэвм Электроника-60, либо на базе любого микропроцессорного комплекса обработки данных. Индикатор 11 представляет собой типовое устройство вывода, например, светодиодную индикаторную панель или устройство печати, типа электропишущей машины Consul-256. Генератор 12 импульсов может быть выполнен, например, в виде диска, механически связанного с вращающимся балансируемым телом, имеющего п отверстий для формирования импульсов с помощью фотоотдатчика. Цифровые элементы - схема И 5, первый триггер 7, регистр 8, блок 9 готовности, счетный триггер 13, второй триггер 14, элемент 15 задержки, блок 16 инверторов и мультиплексор 17, могут быть вьтолнены, например, на базе типовых цифровых интегральных схем серий 133, 155,

tei и т.д. . . .

Устройство работает следующим образом . .

При включении вычислитель 10 задает коэффициент деления для программируемого делителя 4, на вход которого поступает сигнал с генератора 3 электронных импульсов. Сигнал с выхода программируемого делите-ля 4 поступает на первый вход схемы И 5. В момент прохождения метки, нанесенной на вращающееся балансируемое тело, генератор 2 синхроимпульсов фо1 1ирует первый импульс, который поступает на вход счетного триггера 13, на выходе которого формируется сигнал единичного уровня, поступающий на второй вход схемы И 5 и разрешающий поступление сигналов с выхода программируемого делителя 4 на вход запуска АЦП 6. На второй вход АЦП 6 поступает аналоговый сигнал с выхода измерителя 1 дисбаланса. После преобразования сигнала с выхода измерителя 1 дисбаланса в цифровую форму АЦП 6 формирует информационный сигнал и сигнал синхронизации. Информационный сигнал поступает на первый информационный вход мультиплексора 17 и через блок 16 инвер-. торов на второй информационный вход мультиплексора 17. При формировании импульса генератором 12 импульсов на выходе первого триггера 7 формируется сигнал единичного уровня, поступающий на информационный вход второго

импульсов, т.е. в памяти находится записанным один оборот вала. При этом отрицательные элементы данного массива свидетельствуют о том, что в данный момент времени сработал генератор 12 импульсов. Для расчета вектора дисбаланса вычислитель tO находит максимальный элемент записанного массива (при этом отрицательные элементы инвертируются.) , который соответствует амплитуде эректора дисбаланса. Для расчета фазы вычислитель 10 определяет сколько

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения погрешности, вызванной неравномерностью вращения. Преобразованный в цифровую форму сигнал дисбаланса с выхода аналого-цифрового преобразователя 6 поступает в мультиплексор 17, а затем через регистр 8, запускаемый элементом 15 задержки, на первый вход вычислителя 10, где записывается в течение одного оборота. Затем после прихода следующего синхроимпульса генератор 2 через счетный триггер 13 переводит вычислитель 10 в режим обработки информации. Амплитуда дисбаланса определяется максимальным элементом записанного массива, фаза - соотношением числа отрицательных и положительных элементов массива и номером максимального элемента. Дискретность определения фазы задается генераторам 12 импульсов. 2 ил.

триггера 14, сигнал с выхода которого J5 элементов массива до найденного макпоступает на адресный вход мультиплексора 17. Информационный выход мультиплексора 17 соединен с информационным входом регистра 8. Синхронизирующий сигнал с выхода А1Щ поступает на синхронизирующий вход второго триггера 14 и через элемент задержки на вход блока 9 готовности, на синхронизирующий вход регистра 8 и на вход обнуления первого триггера 7. Элемент 15 задержки задерживает прохождение синхронизирующего сигнала на вр.емя, необходимое для поступления информационного сигнала на вход регистра 8. После вьщачи информационного и синхронизирующего сигналов происходит новый запуск АЦП 6. Частота запуска определяется частотой сигнала на выходе программируемого делителя 4. На выходе блока 9 готовности формируется сигнал Готовность, который поступает на второй вход вычислителя 10, по нему информация с регистра 8 записывается во внутреннюю оперативную память вычислителя 10. В момент второго прохождения метки, нанесенной на вращающееся балансируемое тело через генератор 2 синхроимпульсов, формируется второй импульс, который поступает на вход счетного триггера 13, на выходе Которого формируется сигнал нулевого уровня, который закрывает поступлени сигналов с выхода схемы И 5 и посту пает на третий вход вычислителя 10. По этому сигналу вычислитель 10 приступает к обработке информации, находящейся во внутренней оперативной памяти. Во внутренней оперативно памяти вычислителя 10 находится массив данных i соответствующий сигналу дисбаланса. Причем первый и последний элементы массива сформированы в момент срабатывания генератора 12

симального являются отрицательными и рассчитывает угол V, по формуле:

V К ©

20

где К - число отрицательных элементов до максимального, €1 - величина угла, через который генератор 12 импульсов вырабатывает импульсы. Далее вычислитель 10 определяет операнды N( и N,, и рассчитьшает угол V по формуле:

/ l

N,

N + N,

0

где N/

N.

число элементов записанного массива между максимальньгм элементом и первым до него отрицательным элементом, число элементов записанного массива между максимальным элементом и первьм после него отрицательным элементом .

Далее вычислитель 10 рассчитывает фазу Ч по формуле:

, tVi

,и выводит на индикатор 11 результаты измерения. При этом если индикатор 11 реализуется, например, в виде печатающего устройства или самописца, то устройство позволяет вывести весь массив, т.е. позволяет получить распределение величины сигнала дисбаланса в угловых и временных координатах. Далее работа устройства повторяется согласно описанному.

Таким образом, применение генератора импульсов, вырабатывающего импульсы через дискретный угол поворота вала, и дальнейшее формирование

кодов величины дисбаланса, а также расчета фазы вычислителем позволяет существенно уменьшить погрешность, возникающую из-за неравномерности вращения объекта.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет получить не только сам вектор дисбаланса, но и распределение величины дисбаланса в угло- вык и временных координатах.

Фор мула изобретени

Устройство для измерения дисба- ланса,- содержащее соединенные измеритель дисбаланса и аналого-цифрово преобразователь, последовательно соединенные генератор электронных импульсов, программируемый делитель и схему И, выход которой соединен.с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, генератор синхроимпульса, первый триггер, регистр, блок готовности, индикатор и вычис- литель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами регистра и блока готовности, а первый и второй выходы с

входом индикатора и соответствующим входом программируемого делителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено генератором импульсов, выход которого соединен с S-входом первого триггера, счетным триггером, вход которого соединен с выходом генератора синхроимпульса, а выход - с вторым входом схемы И и третьим входом вычислителя, вторым триггером, D-вход которого соединен с выходом первого триггера, элементом задержки, вход которого соединен с С-входом второго триггера и с синхронизирующим выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход - с R-входом первого триггера, С-входом регистра и входом блока готовности, блоком инверторов и мультиплексором, первый информационный вход которого соединен с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя и входом блока инверторов, второй информационный вход - с выходом последнего, адресный вход - с выходом второго триггера, а выход - t D-входом регистра.