Устройство для измерения неравномерности скорости вращения вала Советский патент 1976 года по МПК G01P3/36 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для исследования характера изменения скорости вращения деталей различных машин и механизмов, а также при исследовании объектов техники, работающих в условиях знакопеременных нагрузок и неустановившихся скоростных режимов, например двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей и т. д.

Известно устройство для измерения неравномерности скорости вращения вала, содержащее датчик, выполненный из диска с метками, по одну сторону которого размещены источники света, а по другую - чувствительные элементы, и регистрирующие блоки. Выходы датчика соединены с усилителями, выход первого усилителя через последовательно соединенные триггер запуска и элемент совпадения подключен к входу коммутатора временных интервалов.

Однако такое устройство не обеспечивает возможности измерения угловой скорости вала в нескольких интервалах, непрерывно следующих друг за другом в течение одного оборота, а также измерения мгновенных скоростей по углу поворота вала в пределах одного оборота быстровращающихся валов, например коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, так как в устройстве не предусмотрено

автоматическое прекращение его работы после одного цикла измерений.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены триггер запрета и дополнительный элемент совпадения, а количество регистрирующих блоков равно числу меток на диске. Ьходы регистрирующих блоков подключены к выход ам коммутатора временных интервалов, последний выход коммутатора через последовательно соединенные триггер запрета и дополнительный элемент совпадения - к второму входу элемента совпадения, а выход второго усилителя - к второму входу дополнительного элемента совпадения.

Это дает возможность провести необходимое число измерений в пределах одного оборота вала непрерывно, т. е. сигнал от чувствительного элемента промежуточных меток диска, характеризующий окончание счета длительности временного интервала с помощью одного регистрирующего блока, является началом отсчета для следующего измеряемого интервала времени с по.мощью другого регистрирующего блока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - конструктивное размещение чувствительных элементов по отношению к диску датчика.

Устройство состоит из датчика 1, включающего в себя диск 2 с метками 3 и чувствительные элементы 4-4, усилителей 5 и 6, триггера 7 запуска, элементов 8 и 9 совпадения, коммутатора 10 временных интервалов, регистрирующих блоков 11 и триггера 12 запрета.

Датчик (см. фиг. 2) содержит вал 13 с укрепленным на нем диском 2, источники 14 света, чувствительный 4 элемент промежуточных меток, опорный чувствительный элемент 4, маркерную ш.ель 15 и промежуточные метки 3.

Триггер 7 запуска и элемент 9 совпадения предназначены для синхронизации пуска устройства с определенным положением вала. Коммутатор 10 временных интервалов служит для распределения измеряемых временных интервалов по одному из восьми (в данном случае) независимым каналам к соответствующим регистрирующим блокам И, причем каждый временной интервал образован импульсами, сформированными двумя смежными промежуточными метками 3 диска 2 при прохождении их чувствительного элемента 4. Коммутатор 10 представляет собой двоичный триггерный счетчик, выходы которого присоединены к входам ДИОДН.ОЙ матрицы (на чертежах не показана), которая последовательно дает разрещение на открытие и закрытие соответствующего регистрирующего блока, замеряющего время прохождения определенного фиксированного угла разбиения диска промежуточными метками. Триггер 12 запрета служит для автоматического прекращения прохождения импульсов от чувствительного элемента 4 промежуточных меток диска через элемент 8, совпадения после окончания одного оборота вала. Чувствительный элемент 4 срабатывает от луча света, проходящего только через маркерную щель 15, а чувствительный элемент 4 - от луча света, проходящего через промежуточные метки, расположенные через одинаковые угловые интервалы.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала «Сброс все элементы схемы приходят в исходное состояние, при котором элемент 8 открыт, а элемент 9 закрыт. Импульсы от чувствительного элемента 4 промежуточных меток 3 вращающегося диска 2 через усилитель 6 и элемент 8 поступают на вход элемента 9, который их не пропускает. После снятия сигнала «Сброс первый импульс от опорного чувствительного элемента

4, пройдя усилитель 5 и действуя на триггер 7, открывает элемент 9. Одновременно nponjcкается первый импульс от чувствительного элемента 4 к коммутатору 10, который включает первый регистрирующий блок (цифровой измеритель времени) 11, фиксирующий длительность временного интервала до прихода второго импульса от чувствительного элемента 4. Второй импульс закрывает первый регистрирующий блок и одновременно открывает второй. Таким образом, первый регистрирующий блок фиксирует время прохождения первого углового интервала диска датчика, а второй - время прохождения второго углового интервала диска. Описанный процесс нродолжается до окончания одного оборота вала, по завершению которого в каждом из регистрирующих блоков хранится информация о времени прохождения соответствующего углового интервала между промежуточными метками диска, причем конечный импульс, отключающий последний регистрирующий блок, подается на вход триггера запрета, который запирает элемент 8 совпадения. При этом и.мпульсы от чувствительного элемента 4 не имеют доступа к коммутатору 10, что исключает повторное открытие регистрирующих блоков в течение следующих оборотов вала.

Предмет изобретения

Устройство для измерения неравномерности скорости вращения вала, содержащее датчик, выполненный из диска с метками, по одну сторону которого размещены источники света, а но другую - чувствительные элементы, выходы датчика соединены с усилителями, выход первого усилителя через последовательно соединенные триггер запуска и элемент совпадения подключен к входу коммутатора временных интервалов, и регистрирующие блоки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены триггер запрета и дополнительный элемент совпадения, входы регистрирующих блоков подключены к выходам коммутатора временных иитервалов, последний выход которого через последовательно соединенные триггер запрета и дополнительный элемент сопадения подключен к второму входу элемента совпадения, выход второго усилителя соединен с вторым входом дополнительного элемента совпадения.