Устройство для контроля продольной жесткости образцов текстильного материала Советский патент 1991 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к автоматическим устройствам для контроля механических свойств образцов текстильного ,. материала типа нитей, и может быть использовано в непрерывных технологических процессах обработки или транс - портирования этих материалов.

Цель изобретения - повышение точ- Q ности путем обеспечения мягкого режи ма нагружения,

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг, 2 и 3 - структурные схемы безредукторных электропри- if водов постоянного тока соответственно паковки и тянульного вала, отражающие наиболее существенные факторы процесса намотки.

Устройство содержит блок 1 измере- ,2Q нкя относительного удлинения Ј образца, входы которого соединены с датчиками 2 и 3 соответственно измерения радиуса Rn паковки и скорости Vg тя- нульного вала, а выход через последо- 25 вательно соединенные первые-фильтр 4 и измеритель 5 амплитуды колебаний - с первым входом делителя 6, выход которого соединен с регистратором 7 коэффициента продольной жесткости30

(КПЖ) материала, а второй вход через последовательно соединенные вторые измеритель & амплитуды колебаний и фильтр 9 - с датчиком 10 натяжения

выход - с вторым входом сумматора 1 блок 15 сравнения, входами соединен с выходом измерителя 8 и задатчиком 16 амплитуды натяжения образца при зондирующих колебаниях, а выходом - с входом корректирующего блока 17, выходом связанного с первыми входами первого 18 и второго 19 перемножите лей, вторые входы которых подключен к выходам соответственно функционал ного преобразователя 12 и сумматора 14, а выходы - к первым входам соот ветственно третьего 20 и четвертого 21 перемножителей, вторые входы кот рых соединены с возбудителем 22 зон дирующих колебаний, а выходы - с пр водами 23 и 24 соответственно тянуль ного вала 25 и паковки 26,

Блоки 8-10, 15, 17-22 образуют р гулятор амплитуды FTO зондирующих ко баний натяжения F образца материал с двумя исполнительными органами - паковкой и тянульным валом.

Назначение корректирующего блока 17 - придание этому регулятору треб емых динамических свойств. В общем случае этот блок представляет собой ПИД-регулятор. Коэффициенты передач объекта регулирования данной САР каналам Паковка и Тянульный вал являются переменными и на низкой ча тоте, свойственной зондирующим коле

образца материала, первый дополнитель-,с баниям, зависят (фиг. 2 и 3) от Rn, ный делитель 11, входами подключенный V& и С, где С - КПЖ материала. Из к датчику 3 и выходу делителя 6, а вы- .ходом - к входу функционального преобразователя 12 и первому входу второго дополнительного делителя 13, вто- дд рой вход которого соединен с датчифиг, 2 и 3 следует, что в случае пр менения электроприводов постоянного тока данные коэффициенты передачи на низкой частоте (оператор диффере цирования р - О) получаются следую щими:ь ,

ком 2 и первым входом сумматора 14, а

выход - с вторым входом сумматора 14, блок 15 сравнения, входами соединенный с выходом измерителя 8 и задатчиком 1 16 амплитуды натяжения образца при зондирующих колебаниях, а выходом - с входом корректирующего блока 17, выходом связанного с первыми входами первого 18 и второго 19 перемножителей, вторые входы которых подключены к выходам соответственно функционального преобразователя 12 и сумматора 14, а выходы - к первым входам соответственно третьего 20 и четвертого 21 перемножителей, вторые входы которых соединены с возбудителем 22 зондирующих колебаний, а выходы - с приводами 23 и 24 соответственно тянульного вала 25 и паковки 26,

Блоки 8-10, 15, 17-22 образуют регулятор амплитуды FTO зондирующих колебаний натяжения F образца материала с двумя исполнительными органами - паковкой и тянульным валом.

Назначение корректирующего блока 17 - придание этому регулятору требу- емых динамических свойств. В общем случае этот блок представляет собой ПИД-регулятор. Коэффициенты передачи объекта регулирования данной САР по каналам Паковка и Тянульный вал являются переменными и на низкой частоте, свойственной зондирующим коле баниям, зависят (фиг. 2 и 3) от Rn, V& и С, где С - КПЖ материала. Из

баниям, зависят (фиг. 2 и 3) от Rn, V& и С, где С - КПЖ материала. Из

фиг, 2 и 3 следует, что в случае применения электроприводов постоянного тока данные коэффициенты передачи на низкой частоте (оператор дифференцирования р - О) получаются следующими:ь ,

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к автоматическим устройствам для контроля механических свойств образцов текстильного материала типа нитей, и может быть использовано в непрерывных технологических процессах его обработки или транспортировании. Целью изобретения является повышение точности путем 10 .20 ®-- обеспечения мягкого режима нагружения, что достигается выполнением электронной схемы устройства в виде системы автоматического регулирования (САР). В качестве информации о состоянии системы используются сигналы с датчиков: 2- для измерения радиуса паковки, 3- скорости тянульного вала и 10 - натяжения образца материала, которые обрабатываются электронными блоками устройства в соответствии с заданным алгоритмом. Наряду с регистрацией величины коэффициента продольной жесткости материала регистратором 7 блоки вырабатывают сигнал обратной связи для поддерживания постоянной апли-( туды натяжения образца при зондирующих колебаниях в соответствии со значением этой амплитуды, определяемым задатчиком 16 амплитуды натяжения. 3 ил.75 (Л оэ со СО 4 СО Фиг. 1

Ки- коэффициент усиления силового преобр-азовательно

го агрегата; - радиус тянульного вала; i - конструктивная постоянная,

поток возбуждения и со55

противление цепи якоря

двигателя.

На фиг. 2 и 3 приняты также следующие обозначения: Е, М, СО - напряжение, ЭДС, момент вращения и угловая скорость двигателя; Ug - напря516

жение сигнала задания; Vjv - скорость материала на поверхности паковки,

Назначение блоков 12, 18 и 13, 14, 19 - путем компенсации изменчивости соответственно Ke(V5, С) и Kn(V6, Л,, С) сделать коэффициента усиления прямой цепи каналов Тянульный вал и Паковка CAP F независимыми от Ve, Rn, С, чтобы характер отработки какого-либо возмущения на объект регулирования был независимым от этих параметров. Это дает возможность настроить CAP F на заданный переходный процесс, т.е. увеличить качество регулировки. Для этого выходной сигнал преобразователя 12 соответствует

V в bg -г- +RB, а коэффициент передачи

делителя 13 равен bn,

Устройство работает следующим образом.

При намотке образца материала датчики 2, 3 и 10 вырабатывают соответствующие сигналы. Блок 1, используя информацию датчиков 2 и 3, выра&аты- вает сигнал об относительном удлинении 6 образца. От возбудителя 22 на вторые входы перемножителей 20 и 21 поступает периодический сигнал. Поданный с задатчика 16 сигнал проходит через блоки 15 и 17, претерпевая в последнем частотную коррекцию, и поступает на первые входы перемножителей 18 и 19. Особенностью устройства является отсутствие на вторых входах этих перемножителей нулевых сигналов. Поэтому с подачей сигнала с задатчика 16 появляются ненулевые сигналы на первых входах перемножителей 20 и 21, и сигнал с возбудителя 22 поступает на приводы 23 и 24.

Указанные приводы вызывают зондирующие колебания скорости тянульного вала 25 и паковки 26 в противофаэе, что приводит к колебаниям удлинения S и натяжения F материала и тем самым к появлению на выходах измерителей 5 и 8 сигналов об амплитудах со- отретственно Ј и Fm этих колебаний. Делитель 6, вычисляющий отношение C Fm/5m, выдает сигнал о величине С на регистратор 7 и делитель 11. На основе информации о Rn, V в и С делители 11 и 13, сумматор 14, выполняющие арифметические операции, и преобразователь 12 формируют сигналы на вторых входах перемножителей 18 и 19, соответствующие обратной величине изменяемой части коэффициентов К6 и Кп,

т.е.

(Ь,

И (ЬП R

3496

. .

Одновременно с формированием этих сигналов в блок 15 с выхода измерителя 8 поступает сигнал о Fm в качестве сигнала обратной связи для сравнения с сигналом задания. Выходной сигнал блока 15 уменьшается, и устройство переходит в режим автоматической стабилизации Fm.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает осуществление мяг-1- кого режима нагружения образца материs ала. Причем для этого не требуется стабильности амплитуды и частоты колебаний возбудителя.

20

Формула изобретения

Устройство для контроля продольной жесткости образцов текстильного материала, содержащее возбудитель зондирующих колебаний, паковку и тянульный зал для образца, связанные с ними приводы, датчик радиуса паковки, датчик скорости тянульного вала, датчик натяжения образца, делитель с двумя входами, блок измерения относительного

удлинения образца, два входа которого соединены с датчиками радиуса паковки и скорости тянульного вала соответственно, а выход посредством последовательно соединенных первых фильтра и

измерителя амплитуды колебаний - с первым входом делителя, второй вход которого связан с датчиком натяжения образца посредством последовательно соединенных вторых фильтра и измерителя

амплитуды колебаний, и регистратор, связанный с выходом делителя ..отличающееся тем, что , с целью повышения точности путем обеспечения мягкого режима нагружения оно снабжено четырьмя перемножителями с двумя входами каждый, функциональным преобразователем, связанным с вторым входом первого перемножителя, корректирующим блоком, связанным с первыми входами первого и

второго перемножителей, выходы которых связаны с первыми входами третьего и четвертого перемножителей соответственно, сумматором, подключенным, к второму входу второго перемножителя,

задатчиком амплитуды натяжения образца при зондирующих колебаниях, связанным с корректирующим блоком лосредст-i вом блока сравнения, и двумя дополнительными делителями, входы первого из

которых связаны с задатчиком скорости тянульного вала и выходом основного делителя соответственно, а выход - с функциональным преобразователем и первым входом второго дополнительного делителя, второй вход которого подключен к первому входу сумматора и датчику радиуса паковки, вторые входы третьего и четвертого перемножителей связаны с выходом возбудителя зондирующих колебаний,

-Ц УЯ

%

в

ковки, вторые входы третьего и четвертого перемножителей связаны с выходом возбудителя зондирующих колебаний, их выходы - с соответствующими приводами, а вторые входы блока сравнения и сумматора подключены к выходам вторых измерителя амплитуды колебаний и дополнительного делителя соответственно.

Фиг. 2