Способ определения скорости вращения вала Советский патент 1991 года по МПК G01P3/40 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к стробоскопической тахометрии, и может быть использовано для измерения параметров вращения вала.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение информативности.

На чертеже представлен вариант осуществления способа.

Устройство содержит установленный с возмржностью перемещения по дуге вокруг

вала 1 датчик 2 для регистрации нулевого углового положения вала 1 с отражающей риской 3, компаратор 4, делитель 5 частоты с коэффициентом деления т, формирователь 6 синхроимпульса, формирователь 7 длительности t световой вспышки, блок 8 управления импульсным осветителем, импульсный осветитель 9, круговую шкалу 10 и оптическую метку 11. Все электрические узлы соединены последовательно. В устройстве, с помощью которого осуществляется способ, датчик 2 устанавливается с возможностью перемещения по дуге вокруг вала 1.

ч о о

00 N3

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда вал 1 не вращается, напряжение на выходе датчика 2 не изменяется, поэтому на выходах комла- ратора 4 и делителя 5 частоты выходные сигналы также не изменяются и могут иметь как нулевые, так и единичные значения. На выходах всех остальных узлов и блоков 6-9 выходные напряжения равны нулю. Для on- ределенности предположим, что в исходном состоянии вал 1 занимает такое угловое положение, что выходное напряжение датчика 2 ниже уровня срабатывания компаратора 4 и его выходное напряжение равно нулю, делитель 5 частоты, представляющий при К m - 2 Т-триггер, находится в обнуленном состоянии, его выходное напряжение соответствует единичному значению, рабочим входным сигналом для делителя 5 частоты является положительный перепад напряжения S. Формирователь 6, представляющий собой ждущий мультивибратор, запускается также только положительным перепадом напряжения на его входе.

При вращении вала 1, когда его угловое положение приближается к нулевому, отражающая риска 3 входит в рабочую зону датчика 2, и напряжение на его выходе начинает нарастать. В момент, когда вал 1 займет нулевое угловое положение, напряжение на выходе датчика 2 достигнет уровня переключения компаратора 4. Выходное напряжение компаратора скачком .изменится от нулевого значения до единичного, а делитель 5 частоты, в данном случае Т-триг- гера, изменит свое состояние и на его выходе установится нулевой сигнал. При этом формирователь 6 синхроимпульса не запускается, состояние узлов и бтоков 7-9 не изменяется и вспышка не генерируется. При дальнейшем вращении вала напряже- ниена выходе датчика 2 сначала гадает, что приводит к переключению компаратора 4 в исходное состояние, а затем, когда стража- ющая риска 3 снова входит в рабочую зону датчика 2, напряжение на его выходе нарастает и, как только достигнет уровня срабатывания компаратора 4, выходное напряжение последнего скачками изменя- ется от 0 до единичного значения, что приводит к переключению делителя 5 частоты. В результате выходное напряжение делителя 5 скачком изменяется от 0 до единичного значения. Этим положительным переладом нз- пряжения запускается формирователь б синхроимпульса, которым в свою очэ- редь запускается формирователь 7 длительности световой вспышки. На выходе

формирователя 7 генерируется электрический импульс расчетной длительности

, Фмакс

-

где Q) верхний предел измеряемых угловых скоростей;

- угловой размер дуги стробоскопической картины, соответствующий скорости (Омане.

Далее этот электрический импульс без изменения длительности усиливается по мощности блоком 8 и подается на импульсный осветитель 9, который генерирует световую вспышку длительностью t. Т.к. начало генерации вспышки совпадает с моментом прохождения валом 1 нулевого углового положения, то высвечивание оптической метки 11 начинается в тот момент, когда она находится напротив нулевого деления шкалы 10. Засветка метки продолжается в течение времени t, за которое метка 11, вращающаяся со скоростью (о , повернется на угол

(Омакс

В результате высвечивается видимый сектор (дуга), угловой размер р пропорционален скорости вращения (О вала 1 и расположен этот сектор в сторону от нулевого деления шкалы по направлению вращения вала. При следующем прохождении валом, нулевого углового положения узлы 2, 4 и 5 срабатывают как обычно. Т.к. при этом на выходе делителя 5 частоты происходит скачок напряжения с единичного уровня до нуля, то формирователь б не запускается и генерации вспышки не происходит.

При следующем обороте вала происходит скачок выходного напряжения делителя 5 с нулевого уровня до единичного, что вызывает запуск формирователя 6 синхроимпульса и, в конечном итоге, генерацию световой вспышки. Таким образом, при вращении вала 1 генерируется одна вспышка на два оборота вала. Это позволяет увеличить протяженность шкалы до угла (ршк рыакс - In . Действительно, при скорости вращения вала (О Шмакс за длительность вспышки t вал повернется точно на оборот, при этом момент окончания генерации электрического импульса формирователем 7 совпадает с моментом скачка напряжения от нулевого уровня на единичный на выходе компаратора 4, При отсутствии делителя 5 частоты это привело бы к сбою в работе формирователя 7 из-за отсутствия времени ча восстановление своего исходного состояния и готовности к повторному запуску. При включении же делителя 5 момент окончания генерации импульса формирователем 7 отделен от момента поступления следующего синхроимпульса на вход формирователя 7 временем, за которое вал 1 делает один оборот.

Формула изобретения Способ определения скорости вращения вала fb, заключающийся в освещении нанесенной на торец вала метки последовательностью импульсов света регулируемой частоты и фиксации получаемой неподвижной стробоскопической картины, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения информативности, синхронизируют на0

чало освещения метки последовательностью импульсов света с моментом прохождения валом своего нулевого углового положения, а длительность t и частоту f i импульсов света задают соответственно из соотношений

t рмакс Миакс И fl fb/m, где 0)макс

верхний предел измеряемых угловых скоростей, а (рнам- угловой размер дуги получаемой стробоскопической картины, m 1,2.3..., при этом скорость и направление вращения вала определяют по длине и положению дуги стробоскопической картины.

15

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вращательного движения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение информативности. С помощью датчика 2 регистрации нулевого положения вала 1, отражающей риски 3, компаратора 4, делителя 5 частоты и формирователя 6 синхроимпульса осуществляется синхронизация начала последовательности световых импульсов, генерируемых импульсным осветителем 9, и нулевого углового положения круговой шкалы 10 и вала 1. Формирователем 7 и блоком 8 управления формируется частота fi и длительность импульсов света, соответственно равные fi fb/m и t акс/ Ммакс, где fb - скорость вращения вала; m 1.2,3...; ft) макс - верхний предел измеряемых скоростей вращения вала; рмакс - угловой размер дуги получаемой стробоскопической картины. При этом засветка оптической метки 11 начинается в момент прохождения валом 1 нулевого положения шкалы 10 и продолжается в течение времени, за которое метка 11, вращаясь со скоростью со, повернется на угол р (о t ft) ОДчакс . В результате высвечивается видимый сектор (дуга), угловой размер р, которой пропорционален скорости вращения а вала 1. Этот сектор расположен в сторону от нулевого деления шкалы по направлению вращения вала. 1 ил.

4

8