Измерительное устройство к балансировочному станку Советский патент 1979 года по МПК G01M1/22 

Изобретение относится ж области балансировочной техники и может быть использовано в балансировочных станках-автоматах.

Известно измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее датчик дисбаланса, датчик опорного сигнала, канал измерения угла дисбаланса, выполненный в виде последовательно соединенных МСжду собой резонансного усилителя, подключенного к датчику опорного импульса, фазорасщеПИтеля, фазовращателя, фазового детектора, реле и электродвигателя, механически связанного с фазовращателем, и канал измерения величины дисбаланса, выполненный в виде последовательно соединенных между собой дополнительного резонансного усилителя, подключенного к датчику дисбаланса, ограничителя, подключенного к дополнительному резонансному усилителю, элемента сравнения, дополнительных реле и электродвигателя и последовательно соединенных между собой источника эталонного напряжения, потенциометра, механически связанного с дополнительным электродвига гелем, и дополнительного детектора, соединенного с элементом сравнения 1.

Однако такое устройство недостаточно надежно, в работе из-за наличия скользящего контакта и релейной схемы остановки привода потенциометра.

Известно также измерительное устройство к балансировочному станку, содерл ащее датчик дисбаланса, генератор опорного напряжения, блок фазовых детекторов, подключенный к датчику, канал измерения угла дисбаланса, выполненный в виде вращающегося трансформатора со статорньши обмотками, подключенными к генератору опорного .напряжения, и с роторнымиоб,мотками, подключеннымн. к блоку фазовых детекторов, и электропривода вращающегося трансформатора, а такж.е канал измерения величины дисбаланса 2.

В этом устройстве канал измерения величины дисбаланса выполнен в виде стрелочного прибора, а электропривод вращаю щегося трансформатора содержит реле. Это снижает точность и надежность измерения при работе балансировочных станков-автоматов в заводских условиях.

Цель изобретения - повышение точности и надежности измерения.

Для этого в прё| агаемом измерительном устройстве к балансировочному станку электропривод вращающегося трансформатора выполнен в виде последовательно соединенных -между собой модулятора, подключенного к блоку -фазовых детекторов, и

управляемого электродвигателя, а канал измерения величины дисбаланса - в виде последовательно соединенных между собой фазочувствительного выпрямителя и дополнительного модулятора, подключенного к блоку фааовых детекторов, управляемого электродвигателя и м-еханически связанного с ним вращающегося трансформатора с роторной обмоткой, подключенной к фазочувствительному выпрямителю.

На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит датчик / дисбаланса, генератор 2 опорного напряжения, блок 3 фазовых детекторов 4 и 5, подключенный к датчику I, канал 6 .измерения угла дисбаланса, выполненный в в«де вращающегося трансформатора 7 со статорными обмотками («е показаны), подключенными к генератору 2, и с роторными обмоткам-и (не показаны), подключенными к блоку 3, и электропривода S вращающегося трансформатора 7, выполненного в виде последовательно соединенных между собой модулятора 9, подключенного к блоку 3, ;и управляемого редукторного электродвигателя 10, канал 11 .измерения величины дисбаланса, выполненный в виде последовательно соединенных между собой фазочувствительного выпрямителя 12 и дополнительных модулятора 13, подключенного к блоку 3, управляемого редукторного электродвигателя 14 и механически связанного с ним вращающегося трансформатора 15 с роторной обмоткой, подключенной к выпрямителю 12.

На чертеже пзображены также балансируемое изделие 16, шпиндель П станка, щестерни 18 и 19 привода генератора 2, усилитель 20, подключенный к датчику / и блоку 3, усиллтель мощности, подключенный :к -модулятору 9 и двигателю 10, усилитель 22 мощности, подключенный к модул,ятору 13 .и электродвигателю 14, .и стрелки 23 и 24 со шкалами 25 и 26. Для правильной работы устройства элементы 9, 10, 12, 13, 14, 15 должны управляться от напряжения с частотой 50 Гц.

Таким образом устройство снабжено в каждом из каналов следящей системой с обратной связью по углу поворота ротора вращающегося трансформатора, подаваемой на зправляющ-ий вход блока 3 .или модулятора 13. В цепь одной «з обратных связей включен фазочувствительный выпрямитель J2.

Работа устройства заключается в следующем.

При балансировк зделия 16 на выходе фазового детектора 5 получается постоянное напряжение, соответствующее дисбалансу изделия.

Это постоянное напряжение, поступая на вход модулятора 13, преобразуется в переменное с частотой 50 Гц, причем амплитуда полученного на выходе модулятора 13 переменного напряжения пропорциональна постоянному напряжению на входе модулятора. Напряжение, полученное на выходе модулятора , усиливается до необходимой величины усилителем. 22 мощности. Ротор электродвигателя 14 начинает вращаться и через редуктор приводит во вращение ротор вращающегося трансформатора 15.

При этом изменяется фаза напряжения ротора вращающегося трансформатора 15, которое является опорным для фазочувствительного выпрямителя . Изменение фазы опорного напряжения .вызывает увеличение отрндательного выходного напряжения фазочувствительного выпрямителя 12. При условии что напряжение выхода фазового детектора 5 положительно, на входе модул.ятора 13 происходит суммирование

двух разныхпо знаку постоянных напряжений. Ротор вращающегося трансформатора 15 остановится при условии равенства эт1Их напряжений, т. е. сумма напряжений на входе модулятора 13 будет равна нулю.

Это означает, что выходное напряжение фазового детектора 5, соответствующее величине дисбаланса изделия, может быть измерено по шкале 26, градуированной в

относительных единицах.

Измерение угла дисбаланса осуществляется замкнутой следящей системой. Как следует .из описанного выще, синусоидальное напряжение, амплитуда которого .зависит от величины неуравновешенности, а фаза - от углового расположения последней, поступает на входы фазовых детекторов 5 я 4.

Опорное напряжение в фазовые детекторы 5 и поступает от обмоток ротора вращающегося трансформатора 7, статор которого питается от генератора 2 опорного напряжения, вращающегося синхронно со шпинделем 17 посредством шестерен 18

и 19.

В фазовый детектор 4 подается опорное напряжение от первой обмотки ротора вращающегося трансформатора, работающего в реж.име фазовращателя, а в фазовый детектор 5 - напряжение от второй обмотки ротора, сдвинутое на 90° по отнощению к напряжению первой обмотки. Напряжение выхода фазового детектора 4, поступая на вход модулятора 9, аналогично схеме измерения величины приводит во вращение ротор электродвигателя 10 и соединенный с его валом через редуктор ротор вращающегося трансформатора 7.

Аналогично описанному выше электродвигатель прекращает вращение при рассогласовании фаз опорного напряжения и напряжения датчика на 90°, когда выходное напряжение фазового детектора 4 угла равно нулю. Так как фаза выходного напряжения модулятора меняется на 180° в зависимости от полярности входного напряжения, то электродвигатель начинает вращение всегда в сторону уменьшения рассогласования между фазой напряжения датчика .и фазой опорного напряжения, т. е. опорное напряжение для фазового детектора 4 является и напряжением обратной связи .канала измерения угла по углу поворота .ротора вращающегося трансформатора. НалиЧИе обратной связи устраняет возможные погрешности измерения угла и значительно повышает точность измерения. Стрелка, закрепленная на валу ротора вращающегося трансформатора, покажет на шкале 25, градуированной в градусах и установленной с учетом статической ошибки 90°, величину угла дисбаланса. Таким образом, за счет применения следящих систем значительно улучшаются эксплуатационные свойства измерительного устройства, -что позволяет повысить точность и надежность измерений в заводских условиях в конструкциях балансировочных станков-автоматов. Формула изобретения Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее датчик дисбаланса, генератор опорного напряжения, блок фазовых детекторов, подключенный к датчику, канал измерения угла дисбаланса, выполненный в виде вращающегося трансформатора со статорными обмотками, подключенными к генератору опорного напряжения, 1И с роторными обмотками, подключенными к блоку фазовых детекторов, и электропривода вращающегося трансформатора, а также канал измерения величины дисбаланса, отличающееся тем, что, с целью .повышения точности и надежности измерения, электропривод вращающегося трансформатора выполнен в виде последовательно .соединенных между собой модулятора, подключенного к блоку фазовых детекторов, и управляемого электродвигателя, а канал измерения величины дисбаланса - в виде последовательно соединенных между собой фазочувствительного: выпрямителя и дополнительного модулятора, подключенного .к блоку фазовых детекторов, управляемого электродвигателя и механически связанного с ним вращающегося трансформатора с роторной обмоткой, подключенной к фазочувствительному выпрямителю. Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 299756, кл. G 01 М 1/38, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 131940, кл. G Q1 М 1/22, 1960.