Устройство для измерения параметров дисбаланса Советский патент 1991 года по МПК G01M1/22 

1

(21)4703008/28 (22) 09.06.89 (46)15.10.91. Бюл. №38

(71)Калужский филиал МГГУ им. Н.Э.Баумана

(72)Е.В.Красавин, С.В.Полпудников, Г.П.Пантюхов и О.Ф.Абрамина (53)620.1.05:531.382(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1017937, кл. G 01 М 1/22, 1981

Авторское свидетельство СССР № 1196708, кл. G 01 М 1/22, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИСБАЛАНСА

(57)Изобретение относится к балансировочной, технике. Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения шага растра. Сигнал с растрового преобразователя через фотоэлементы 8 и 11 поступает соответственно на счетчики 10 и 13 и блок 14 определения направления. Импульсы с выхода генератора 15 импульсов подсчитываются счетчиком 16 и записываются в регистры 18-20 памяти в определенные моменты времени по сигналам блока 14 определения направления. Окончание цикла измерений определяется датчиком 17 метки, после чего в вычислительном блоке 21 определяется амплитуда дисбаланса по выходным сигналам счетчиков 10 и 13 и фаза по содержимому регистров 18-20 памяти. 3 ил.

D

ё

Ч

О ОС

о о о

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках с ЧПУ и балансировочных линиях.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения шага растра и цифровой обработки сигналов,

На фиг.1 представлена схема измерения и схема растрового преобразователя; на фиг.2 - блок-схема предлагаемого устройства: на фиг.З - диаграмма выходных сигналов блоков устройства.

Устройство содержит рамку 1 для закрепления балансируемого изделия 2, растровый преобразователь, выполненный в виде первой и второй растровых пластин 3 и 4 с одинаковым шагом, первая из которых соединена с рамкой 1, а вторая неподвижна относительно основания 5 и разделена на верхний и нижний растры, сдвинутые друг относительно друга на четверть tuaia растра, источника 6 света и светоразл/питель- ной призмы 7, предназначенной для разделения пучка света, проходящего через верхний и нижний растры второй растровой пластины 4, последовательно соединенные первый фотоэлемент 8, первый формирователь 9 и первый счетчик 10, последовательно соединенные второй фотоэлемент 11, второй формирователь 12 и второй счетчик 13, блок 14 определения направления, первый и второй входы которого соединены с выходами соответствующих формирователей 9 и 12, соединенные последовательно генератор 15 импульсов и третий счетчик 16, датчик 17 метки, выход которого соединен с вторыми выходами счетчиков 10,13 и 16 и третьим входом блока 14 определения направления, первый, второй и третий регистры 18,19 и 20 памяти, первые входы которых соединены с выходом третьего счетчика 16, а вторые - соответственно с первым и вторым выходами блока 14 определения направления и выходом датчика 17 метки, и вычислительный блок21, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков 10 и 13. третьим выходом блока 14 определения направления и выходами регистра 18-20 памяти.

Устройство работает следующим образом.

В начале цикла измерения при вращении балансируемого изделия 2 при прохождении отметки датчик 17 метки формирует импульс, сбрасывающий счетчики 10,13 и 16, а также являющийся стробирующим для блока 14 определения направления движения растра. Несбалансированное изделие 2, вращаясь, вызывает колебания рамки 1 и заставляет совершать возвратно-поступательные движения связанную с ней подвижную растровую пластину 3. Свет от источника 6 света через растровые пластины 3 и 4 направляется на светоразделительную

призму 7, которая верхнюю часть пучка направляет на фотоэлемент 8, а нижнюю - на фотоэлемент 11. Так как у неподвижной растровой пластины 4 нижняя часть полос, через которую свет идет на второй

фотоэлемент 11, сдвинута относительна Е ерхней на 1 /4 шага растра (на любую величину, некратную половине шага), при движении подвижной растровой пластины 3 свет попадает поочередно на фотоэлементы 3 и

И, импупьсы на выходах которых появляются попеременно. Порядок чередования импульсов определяется нзпраслением движения решетки. Количество имп льсо-з, поступивших с фотоэлементов 8 и 11 и за

писанных счетчиками 10 и 13 за пэриод между двумя импульсами опорного сигнала (т.е. на один оборот ротора), пропорционально неличине смещения подвижной растровой пластины 3, т.е. амплитуде колебаний рамки

I. Вычислительный блок 21, считывая информацию со счетчиков 10 и 13, производит вычисление величины дисбаланса п Ki + К2 D

В то же время импульсы с выхода стабильного генератора 15 импульсов поступают на счетный вход третьего счетчика 16. При движении подвижной растровой пластины 3 с выходов фотоэлементов 8 и 11

поступают импульсы, сдвинутые друг относительно друга, т.е. один импульс опережает другой, и составляющие пару с определенным порядком чередования, на блок 14 определения направления движения растровой пластины 3.

Каждый раз, когда на вход блока 14 определения направления поступает пара импульсов порядка чередования, соответствующего возрастающему участку синусоиды, описывающей колебания рамки, происходит перезапись содержимого счетчика 16 (Ni) в регистр 18 памяти. При движении растровой пластины 3 в направлении, соответствующем убывающему участку синусоиды, не вырабатываются импульсы Запись, После прохождения максимума отклонения колебательной системы пара импульсов с выходов фотоэлементов 8 и 11 изменяет порядок своего чередования. При

движении рамки 1 в обратном направлонии блок 14 определения поправления подает импульс на вход Запись, по которому происходи т перезапись содержимого счетчика 16 (N2) в регистр 19 памяти.

По окончании одного оборота вращения вновь с датчика 17 метки поступает импульс, который подается на вход Запись регистра 20 памяти, и содержимое счетчика 1 б (Na), соответствующее периоду вращения ротора, перезаписывается в регистр 20 па мяти. По .тому импулы.у К определения направления подяо1 в вычислительным блок 21 сигнал окошач / ч цикла и ерения и записи информации из регистров 18--20 памяти значений Ni,N2,Na и сбрясывает счетчики 10,13 и 16.

Далее рассчитывается значение угла дисбаланса

Ni +N2

v

N3

Таким образом, за счет конструкции растривого преобразователя и выполнения устройства на базе элементов дискретного действия повышается точное ь измерения параметров дисбаланса, определяемая в конечном итоге только шагом растра

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров дисбаланса, содер.;щее рамку для закрепления балансируемого изделия, растровый преобразователь, последовательно соединенные первые фотоэлемент, формирователь и счетчик, последовательно соединенные вторые фотоэлемент, преобразователь и счетчик, первый и второй реги8

стры памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком определения направления, первый и второй входы которого соединены с выходами соответствующих формирователей, а первый и второй выходы -с вторыми входами соответствующих регистров памяти, вы- чиспительным блоком, пять входов которого соединены с. выходами первого и второго

счетчиког, первого и второго регистров памяти и третьим выходом блока определения направления, последовательно соединенными гепрраггром импульсов,третьим счетчиком и третьим памяти, первый

вход которого соединен с первыми входами первого и ьгорого пегистроэ памяти, а выход - с шее i им входом вычислительного блока, и датчигом метки, выход которого соединен с вторыми входами первого, зторого и третьего счетчиков. третьим входом блока определения направления и вторым входом третьего регистра памяти, а растровый преобразователь выполнен в виде двух растровых пластин с одинаковым шагом,

первая соединена с рамкой, а вторая неподвижна и разделена на верхний и нижний растры, сдвинутые относительно друг /друг на четверть шага оастра, источника света и светоразделительной призмы, прер.эзначенной для разделения пучка света, прохо дящего через верхний и нижний растры второй растровой пластины на первый и второй фотодиоды.

Фиг. 1

Адисб

I-

.JL

Л)

i-Л

Хг.

J

i

%

.%

tfw/

11Ш

.JL

Л1

JUL