Измерительное устройство балансировочного станка Советский патент 1980 года по МПК G01M1/22 

1

Изобретение относится к области измерительной техиики и может быть использовано для балансировки тел вращения, в частности высокооборот- j ных гибких роторов.

Известно измерительное устройство балансировочного станка, содержащее датчики дисбаланса и опорных сигналов, связанные с ними умно- 10 жители, выходы которых соединены с входами последовательно соединенных интеграторов и регистратора 1,

Известное устройство не позволяет оценивать дисбаланс при неп- 5 рерывном изменении оборотов и с достаточной точностью определять критические частоты роторов, что объясняется зависимостью результатов из-, мерения дисбаланса от частоты вра- 20 щения ротора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измерительное устройство балансировочного станка, содержащее последо- 25 вательно соединенные датчик дисбаланса, дифференциальный преобразователь напряжения в частоту и накопитель, выполненный в виде управляемых ключа и счетчика импульсов, цепь ЗО

управления, включающую последовательно соединенные формирователь импульсов, преобразователь временного интервала в код, делитель и регистратор, выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом ключа, а выход счетчика импульсов со вторым входом делителя 2.

При работе измерительного устройства на выходе регистратора выделяемый сигнал А (t) является не отображением истинного значения дисбаланса Dp(t) , а величиной, зависящей от частоты D вращения ротора

A(t)5B

OJ

Таким образом, указанное измерительное устройство не позволяет с высокой точностью определять параметры дисбаланса в условиях изменения частоты вращения ротора, а также критические частоты ротора, соответствующие максимальным значениям величины дисбаланса.

Цель изобретения - повыщение точности балансировки и расширение технологических возможностей измеритель ного устройства. Цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено датчиком опорного сигнала, выход которог связан с входом формирователя импул сов, нуль-органом, вход которого со единен с выходом датчика дисбаланса вторым накопителем, выполненным ана логично первому, ключ которого подключен входом к выходу дифференциального преобразователя, управляющим входом - ко второму выходу фор мирователя, а выходом - к третьему входу делителя, и двумя схемами управления реверсом, входы .которых св заны с выходом нуль-органа, а выходы - с управляющими входами счетчиков импульсов. Кроме того,устройство дополнител но снабжено перестраиваемым .полосов фильтром, вход которого связан с выходом датчика дисбаланса, а выход с входами дифференциального преобразователя и нуль-органа, и двухканальным умножителем частоты, вхо . ды которого соединены с соответствующими выходами формирователя, выходы - с управляющими входами ключе а один из этих выходов связан также с управляющим входом полосового фильтра. На фиг.1 представлена блок-схема измерительного устройства, предназначенного для определения параметро дисбаланса ротора на фиг.2 - блок схема устройства для измерения величины и угла п-х гармоник сигнала дисбаланса; на фиг.3 - диаграмма работы устройства. Устройство содержит датчик 1 дис баланса, выход которого соединен с входами дифференциального преобразователя 2 напряжения в частоту и нуль-органа 3. Выход преобразователя связан с входами накопителей 4 и 5. Накопитель 4 выполнен в виде пос ледовательно соединенных управляемого ключа 6 и счетчика 8 импульсов а накопитель 5 - в виде последовательно соединенных управляемого клю ча 7 и счетчика 9 импульсов, причем управляющие входы счетчиков 8 и 9 соединены, соответственно, со схемами 10 или 11 управления реверсом, входы которых подключены к выходу нуль-органа 3. Цепь управления устр ства состоит из последовательно соединенных датчика 12 опорного сигна ла, формирователя 13 импульсов, пре образователя 14 временного интервала в код, делителя 15, атакже регистратора 16, причем два выхода формирователя 13 импульсов связаны также с входами ключей б и 7 соответствующих накопителей, а два вх да делителя 15 соединены с выходами счетчиков 8 и 9 соответствующих накопителей. Измерительное устройство для определения п-х гармоник дисбаланса дополнительно включает перестраиваемый полосовой фильтр 17, включенный между датчиком 1 дисбаланса и выходами преобразователя 2 и нульоргана 3, и двухканальный умножитель 18 частоты, включенный между формирователем 13 импульсов и ключами 6 и 7, один вход умножителя 18 частоты соединен также с преобразователем 14 временного интервала в код, а другой выход - с управляющим входом перестраиваемого полосового фильтра 17. Устройство работает следующим образом. При вращении ротора сигнал с датчика 12 опорного сигнала поступает на формирователь 13 импульсов, на двух выходах которого образуются сигналы, сдвинутые между собой по фазе на 90 , один из которых поступают на преобразователь 14 временного интервала в код. На выходе преобразователя 14 образуется значение текущего периода вращения ротора. Сигнал с датчика 1 дисбаланса через дифференциальный преобразователь I 2 напряжения в частоту поступает на входы ключей б и 7 и далее на счетчики 8 и 9 соответствующих накопителей. Сигналы с выходов формирователя 13 импульсов поступают на управляющие входы ключей 6 и 7 накопителей. Схемы 10 и 11 управления реверсом каждого накопителя анализируют состояния счетчиков 8 и 9 и нуль-органа 3, выдавая соответствующие сигналы на оба входа счетчиков 8 и 9, переводя последние в режим сложения или вычитания.Коды с выходов счетчиков поступают поочередно на делитель 15 для деления на коды,поступаемые с преобразователя 14 временного интервала в код. Полученные поочередно значения синфазной и квадратурной составляющих дисбаланса на выходе делителя 15 передаются в регистратор 16. Кроме того, сигнал с датчика 1 дисбаланса фильтруется управляемым от умножителя 18 частоты полосовым фильтром 17 и далее поступает на преобразователь 2 напряжения в частоту и нуль-орган 3. Так как ключи 6 и 7 .накопителей управляются от умножителя 18 частоты, то тем самым осуществляется определение синфазной и квадратурной составляющих п-й гармоники дисбаланса, выделяемой фильтром 17. При этом с выхода преобразователя 14 временного интервала в код поступает на делитель 15 текущее значение периода Тп, по значению которого может быть определено значение частоты п-й гармоники ЗТ диаграмме работы измерительного устройства (фиг.З) y(t) - сигнал с выхода датчика 1 дисбаланса; f(t) - сигнал с выхода дифференциаль ного преобразователя 2 напряжения в частоту H{t) - сигнал с выхода нуль органа 3/ п (t) и n2(fc) - сигналы с выходов формирователя 13 импульсов сдвинутые между собой на 90°; S (t) и Sj(t) - значения интегралов измер емого сигнала за соответствующие интервалы времени, получаемые в счетчиках 8 и 9; а, (t) а,(1).-) - синфазная и квадратурная составляю щие на выходе делителя 15. Из диаграммы видно, что utj-AY-j const. Принимая дЗ 1, имеем S 1д5 5; п т.е. для определения интеграла S за интервал времени Т, равный половине периода, достаточно просуммировать число импульсов за этот интервал. Предлагаемое устройство обеспе.чивает возможность определения параметров дисбаланса и п-х гармоник сигнала дисбаланса в широком диапазоне частот врацения ротора. Устранение погрешностей измерения дисбаланса обеспечивает повышение точности балансировки и расширение тех нологических возможностей балансировочного оборудования. Формула изобретения 1. Измерительное устройство балансировочного станка, содержащее датчик дисбаланса, дифференциальный преобразователь напряжения в частоту и накопитель, выполненный в виде управляемых ключа и счетчика импульсов, цепь управления, включающую пос ледовательно соединенные формирователь импульсов, преобразователь временного интервала в код, делитель и регистратор, выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом ключа, а выход счетчика импульсов - со вторым входом делителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности балансировки и расширения технологических возможностей, оно снабжено датчиком опорного сигнала, выход которого связан с входом формирователя импульсов, нуль-органом, вход которого соединен с выходом датчика дисбаланса, вторым накопителем, выполненным аналогично первому, ключ которого подключен входом к выходу дифференциального преобразователя, управляющим входом - ко второму выходу формирователя импульсов, а выходом - к третьему входу делителя, и двумя схемами управления реверсом, входы которых связаны с .выходом нульоргана, а выходы - с управляющими входами счетчиков импульсов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что, с целью определения п-х гармоник сигнала дисбаланса, оно дополнительно снабжено перестраиваемым полосовым фильтром, вход которого связан с выходом датчика дисбаланса, а выход - с входами дифференциального преобразователя и нуль-органа, и двухканальньлм умножителем частоты, входы которого соединены с соответствующими выходами формирователя, выходы - с управляющими входами ключей, один из выходов связан также с управляющим входом полосового фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР w 222710, кл. G 01 М 1/22, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 476456, кл. G 01 Н 3/12, 1973 (прототип) .

v

a,(t