УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОМНОГОКАНАЛЬНОГО БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯДЕФОРМАЦИЙ ПОДВИЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ Советский патент 1974 года по МПК B21B38/00 G01L1/00 

1

Известны устройства для автоматического многоканального бесконтактного измерения деформаций подвижных деталей, например, приводов прокатных станов, содержащие датчики измеряемых параметров, узел преобразования информации, включающий блок преобразования частотно-имлульсного кода в двоичный, распределитель сигналов, схемы индикации и сигнализации.

Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей.

Для этого узел преобразования информации включает дополнительно канальные схемы совпадения и схемы управления индикацией и сигнализацией, шифратор смещения и блок дискретных фильтров, причем выходы распределителя сигналов подключены ко входам шифратора, канальных схем совпадения и схем управления индикацией и сигнализацией, а один из выходов каждой из последних схем подключен к блоку дискретных фильтров.

Устройство непрерывного контроля нагрузок содержит преобразователь сигнала в вид, удобный для бесконтактной передачи информации по радиоканалу с подвижных деталей (например шпинделей валков), и анализатор множества значений нагрузок для их разделения на разряды, охватывающие совокупность значений нагрузок, лежащих в определенных

пределах. Кроме этого, устройство обеспечивает непрерывный контроль оператором попадания значений нагрузок в тот или иной разряд, сигнализацию попадания нагрузки в заданный разряд и автоматический подсчет времени нахождения детали при данном уровне нагрузки.

Каждый из тензодатчиков предлагаемого устройства снабжается отдельным преобразователем сигнала тензодатчика в пропорциональное изменение частоты переменного тока, бесконтактная передача которшо по радиоканалу к общему измерительному устройству обеспечивается без искажения информации о нагруженности. Это определяется высокой помехоустойчивостью частотного представления ршформации. Квантование по уровню частоты переменного тока осуществляется путем подсчета в двоичном счетчике числа периодов за фиксированный временной интервал.

Временные интервалы выдерживают различными для отдельных каналов и формируют их распределителем, выполняющим коммутацию каналов. Каждый из тензодатчиков совместно с частотным преобразователем обеспечивает изменение частоты в своем канале от минимального значения, соответствующего отсутствию механического нагружения детали, до максимального (при максимальной величине нагрузки). Минимальные

значения частоты в отдельных каналах определяются степенью сбалансированности данного тензометрического моста, а максимальные, кроме этого, зависят от режима механического нагружения данной детали. Таким образом, даже при идеально идентичных характеристиках частотных преобразователей абсолютные значения частот и пределы их изменения в .каждом канале различны. Для приведения сигналов разных каналов к одинаковому цифровому отображению, позволяющему разбивать весь диапазон нагрузок для каждого из Каналов на равное число разрядов (операция масштабирования), и для обеспечения возможности использования общих для всех каналов блоков аналого-цифрового преобразования и классификации значений напряжений в предлагаемом устройстве использован самоходный распределитель, время пребывания которого в каждом из положений регулируется, и устройство предварительного ввода в двоичный счетчик комбинаций смещения. В качестве распределителя используют ряд последовательно включенных регулируемых элементов задержки.

Если в устройстве принято деление нагрузки на / разрядов и в /-ом канале частота изменяется от fmini до fmaxf , ТО МИНИМаЛЬНОе

значение временного интервала, за который следует подсчитывать число периодов измеряемой частоты, определится как

I

М, Jmaxi -fmini

При ЭТОМ минимальные и максимальные кодовьге комбинации, записанные в двоичном счетчике, имеют десятичный эквивалент NmiUf и Nmaxi- того, чтобы иснользовать в системе один анализатор уровней в виде набора из / .цифровых фильтров, смещают комбинации каждого из каналов на величину

Так как всегда

- mlnl И N,, - N(„ I,

где Nmaxi И Nmin -максимальные и минимальные фиксированные значения комбинаций, на которые настраиваются / цифровых фильтров,

то „г1пф- т1п, ЧТО рЗВНОСИЛЬНО

Л смг -Л тожф-Л тгягВеличина смещения для каждого канала задается отдельно при помощи диодного щифратора комбинаций, вводимых в счетчик. Таким образом, использование для каналов различных временных интервалов и различного смещения позволяет производить аналого-цифровое преобразование и классификацию значений нагрузок для разных каналов на одном общем устройстве. Управление этими операциями осуществляется при помощи распределителя, который, кроме выдачи команды на ввод смещения в счетчик, синхронно подключает на заданный временной интервал Ati ко входу счетчика выходы приемников частотно-модулированного сигнала и к выходам дискретных фильтров устройства индикации и сигнализации.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Оно содержит тензодатчики 1 п каналов, преобразователи 2 «тензометр-частота, радиоканалы 3, включающие передатчики и приедшики, канальные схемы 4 совпадения фиксирования число-импульсного кода, а такл е схемы 5 совпадения управления индикацией и сигнализацией каждого из п каналов,

схемы 6 индикации, схемы 7 сигнализации и распределитель 8 на управляемых элементах задержки. Кроме того, устройство включает гаифратор 9 ввода кода смещения, двоичный счетчик 10, набор дискретных фильтров 11 и

схемы 12 «ИЛИ.

Устройство работает следующим образом. Сигнал с тензометров 1, пропорциональный величине нагрулсенности деталей, преобразуется в преобразователе 2 в пропорциональное изменение частоты переменного тока. Частотно-модулированный сигнал передается с вращающейся детали по радиоканалам 3, включающим радиопередатчики и приемники. Распределитель 8 работает в кольцевом режиме и состоит из п последовательно включенных элементов задержки; время пребывания каждого элемента задержки в возбужденном состоянии соответствует заранее рассчитанному

для данного «анала временному интервалу Таким образом, распределитель поочередно открывает схемы совпадения 4 всех п каналов и выполняет одновременно функцию управления коммутацией каналов и функцию

времязадающего устройства, перестраивающегося при переходе с канала на канал в соответствии с величиной начального разбаланса моста и пределами изменения частоты данного канала. На выходах схем совнадения 4

поочередно формируется число-импульсный код, который преобразуется в параллельный код в двоичном счетчике 10. Шифратор комбинаций смещения 9 на переднем фронте очередного i-то импульса записывает в счетчике 10 необходимую комбинацию Л/см/, а на заднем фронте разрешает вывод информации из счетчика через дискретные фильтры 1I и затем гасит счетчик. Количество схем совпадения 5 в каждом из каналов определяется принятым в устройстве числом разрядов I, на которое дискретные фильтры разделяют все значения нагрузок. Эти схемы совпадения за счет сигнала с распределителя подключают к выходам дискретных фильтров одну из схем

индикации и сигнализации синхронно с подключением ко входу счетчика схем совпадения соответствующих каналов. Индикация значе 1ия нагрузки сохраняется до следующего цикла измерения за счет кратковременной

памяти элемента задержки в блоке индикации 6. Устройство сигнализации 7 позволяет зафиксировать появление нагрузки в одном из заданных разрядов, выбираемых по желанию оператора, и подсчитывать .количество циклов лопадания нагрузки в данный разряд.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического многоканального бесконтактного измерения деформаций лодвижных деталей, налример, приводов прокатных станов, содержащее датчики измеряемых параметров, узел преобразования информации, включающий блок преобразования частотно-импульсного кода в двоичный, распределитель сигналов, схемы индикации и сигнализации, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его функциональных возможностей, узел преобразования информации включает дополнительно канальные схемы совладения и схемы управления индикацией и сигнализацией, шифратор смещения и блок дискретных фильтров, причем выходы распределителя сигналов подключены ко входам шифратора, канальных схем совпадения и схем управления индикацией и сигнализацией, а один из выходов каждой из последних схем подключен к блоку дискретных фильтров.