Измерительное устройство к балансировочному станку Советский патент 1981 года по МПК G01M1/22 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в высокоточных балансировочных станках для измерения дисбалансов роторов. Известно измерительное устройство к балансировочному станку, содержаще датчики дисбаланса, решающий блок, связанные с ним два измерительных канала,-выполненные каждый в виде последовательно соединенных блоков измерения величины и угла дисбаланса последовательно соединенные датчик :опорного сигнала и формирователь, выходы которого связаны со вторьми входами блоков измерения величины и угла дисбсшанса Г Величины дисбаланса в плоскостях коррекции фиксируются в блоках памяти, входы которых связаны с выхода ми формирователя и соответствующего блока измерения величины дисбаланса Недостатками известного устройст: ва являются невысокая точность измерения, обусловленная схемными решениями и реальными характеристиками элементов блоков измерения величины дисбалансов, работа на фиксированной частоте вращения ротора, что не позволяет производить измеСТАНКУрения в широком диапазоне технологических скоростей, включая рабочую. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее последовательно соединенные датчик дисбаланса, решающий блок, усилительформирователь, измерительный канал, выполненный в виде блоков измерения величины и угла дисбаланса, блок управления и регистратор, последовательно соединенные датчик опорного сигнала и формирователь, блок измерения угла дисбаланса выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов , делителя на два, схемы задержки и сброса и перечетной схемы, входы которой связаны с выходами схемы Зсщержки и сброса и делителя на два 12. . Генератор импульсов связан-с входами делителя на два и пересчетной схемой ,а усилитель-формирователь содержит фильтр. Недостатком данного устройства является малый диапазон частот сбаансировки, что объясняется npiiMeHeнием фильтров, а также пониженной т чностью формирования импульсов, характеризующих угол дисбаланса. Цель изобретения - повышение точности балансировки в широком диапазо не частот. Поставленная цель достигается тем, что блок измерения угла дисбаланса дополнительно снабжен соединенными входами двумя разнополярными ретекторами, схемой совпадения и измерителем интервалов времени, перёсчетная схема выполнена в виде после довательно соединенных счетчика, бло памяти и схемы поразрядного сравнения и второго счетчика, вход которо связан с входом делителя на два,а выходы - с другими входами схемы по разрядного сравнения, выход первого детектора связан с первым входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход с входом делителя на два, выход которого соединен с входом первого сч чиКа, выход второго детектора связан с входами схемы задержки и сброса и блока памяти, входы измери теля интервалов соединены с выходам схемы поразрядного сравнения и форм рователя/ а выход - с входом блока управления. . Устройство снабжено также вторым датчиком дисбаланса и усилителем-ог раничителем, связанными, соответственно, со вторыми входом и выходом решающего блока, и вторым измерител ным каналом, выполненным идентично первому, входы которого связаны с выходами второго усилителя-формиров теля и формирователя, а выходы - с входами блока управления. На чертеже представлена блок-схе ма измерительного устройства. Устройство содержит датчики 1 и дисбаланса, связанный с ними решающ блок 3, подключенные к его выходам усилители-формирователи 4 и 5, два измерительных канала б и 7,выполнен ные каждый, соответственно, в виде блоков 8,9 измерения величины дисба ланса и блоков 10 и 11 угла дисбаланса, блок 12 управления, связанны с ним регистратор 13, последователь соединенные датчик 14 опорного сигнала , формирователь 15 и блок 16 измерения периода вращения, выход к торого соединен с первым входом бло 12 управления. Каждый блок 10 и 11измерения уг ла Дисбаланса выполнен, соответственно, в виде генераторов 17 и 18 прямоугольных импульсов, делителей 19 и 20 на два, схем 21 и 22 задержки и сброса, пересчетной схемы, выполненной в виде последовательно соединенных счетчиков 23, 24, блоков 25, 26 памяти и схем 27, 28 поразрядного сравнения и вторых счетчиков 29, 30, выходы которых связаны с входами делителей 19 и 20 на два, а выходы - с другими входами схем 27 с 28 поразрядного сравнения, двух разнополярных детекторов 31 и 32, 33 и 34, объединенных входами с выходами усилителей-формирователей 4 и 5, схем 35 и 36 совпадения и измерителей 37 и 38 интервалов времени. Выходы первых детекторов 31 и 32 связаны с первыми входами схем 35 и 36 совпадения, вторые входы которых соединены с выходами генераторов 17 и 18 прямоугольных импульсов , а выходы - с входами делителей 19 и 20 на два, выходы которых связаны с входами первых счетчиков 23 и 24. Выходы вторых детекторов 33 и 34 соединены с входами блоков 25 и 26 памяти и схем 21 и 22 задержки и сброса, первые выходы которых связаны со вторыми входами делителей 19 и 20 на два, а вторые выходы - со вторыми входами счетчиков 23-и 24, 29 и 30, входы измерителей 37 и 38 интервалов времени соединены с выходами схем 27 и 28 поразрядного сравнения и формирователя 15., а выходы - со входом блока 12 управления. Каждый блок 8 и 9 измерения величины дисбаланса выполнен, соответственно, в виде последовательно соединенных двухполупериодных выпрямителей 39, 40, фильтров 41, 42 и вольтметров 43, 44 выходы которых связаны с входом блока 12 управления, а входы двухполупериодных выпрямителей 39 и 40 - со вторыми выходами соответствующих усилителейформирователей 4 и 5. Измерительное устройство работает следующим образом. При вращении ротора 45 перемещения его опор под действием дисбаланса преобразуются в электрические сигналы датчиками 1 и 2 дисбаланса. Эти сигналы через решающий блок 3 и усилители-формирователя 4 и 5, где они усиливаются по амплитуде, поступают в блоки 8и9, 10Й11 измерения величины и угла дисбаланса измерительных каналов 6 и 7. Так как принцип работы блоков обоих измерительных каналов 6 и 7 одинаков, рассмотрим работу одного из них, а именно измерительного канаяа 6. Сигнал дисбаланса, подаваемый в блок 8 измерения величины дисбаланса, поступает без искажения формы,а в блоке 10 измерения угла дисбаланса имеет форму меандра постоянной амплитуды с фазой, равной углу дисбаланса. Этот сигнал преобразуется разнополярными детекторами 31, 33, в которых происходит выделение,соответственно, положительного или отрицательного полупериода сигнала дисбаланса. Положительный полупериод с детек тора 31, поступающий на один вход схемы 35 совпадения, разрешает прохождение импульсов с генератора 17 прямоугольных импульсов, подаваемых на другой ее вход. С выхода схемы 35 совпадения пря моугольные импульсы подаются на вхо ды счетчика 29, который производит счет всех импульсов с генератора 17 прямоугольных импульсов, и на входы делителя на два. С выхода делителя на два импульсы подаются на счетчик 23, производящий счет половинного числа импульсов, и через блок 25 памяти, в котором запоминается результат счетчика 23, поступают на один из входов схемы 27 сравнения. По окончании положительного полупериода сформированного сигнала дисбаланса счет импульсов счетчиком 23 прекращается, а отрицательным полупериодом этого сигнала с детектора 33 производится разрешение вво да в блок 25 памяти информа хии со счетчика 29,а через схему 21 задерж ки и сброса - приведение в исходное состояние делителя 19 на два и счет чиков 23 и 29. При поступлении следующего сигна ла дисбаланса с детектора 31 операции автоматически повторяются. Схемой 27 сравнения производится сравнение количества импульсов, поступающих со счетчика 29, с количеством импульсов, зафиксированных блоке 25 памяти. В момент их равенства схемой 27 сравнения выдается сигнал на окончание работы измерителя 37 интервалов времени. Запуск измерителя 37 интервалов времени осуществляется формирователем 15 при прохождении метки на поверхности ротора через чувствительн зону датчика 14 опорного сигнала. Следовательно, измеритель 37 интервалов времени зафиксирует отре зок времени с момента прохождения метки на роторе через положение,фик датчиком 14 опорного сигна ла, до момента прохождения середины положительного полупериода меандра сигнала дисбаланса. Результат измерения измерителя 37 интервалов времени поступает в блок 12 управления, который осущест вляет автоматическое управление режимом фиксирования результатов регистратором 13. Одновременно посредством блока 1 производится измерение периода вращения балансируемого ротора 45 по сигналам датчика 14 опорного сигнала. Таким образом, определение угла с дисбаланса осуществляется по показа ям измерителя 37 интервалов времени и блока 16 измерения периода вращения ротора 45 по формуле 0. Y 360 , где о - угол дисбаланса в градусах, отсчитываемый по направлению вращения ротора 45 от метки на его поверхностиj t. - интервал времени; Т - период вращения ротора. Измерение величины дисбаланса осуществляется по сигналам датчиков 1 и 2 после разделения плоскостей коррекции решающим блоком 3 и усиления в усилителе-формирователе 4 путем выпрямления сигнала двухполупериодным выпрямителем 39, величина на пряжения на выходе которого после сглаживания фильтром 41 измеряется вольтметром 43. Измеренная величина через блок 12 управления фиксируется регистратором 13. Предложенное измерительное устройство позволяет повысить точность балансировки высокоскоростных роторов в широком диапазоне частот за счет новой схемы построения блоков измерения угла дисбаланса. Формула изобретения 1. Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее последовательно соединенные датчик дисбаланса, решающий блок, усилительформирователь, измерительный канал, выполненный в виде блоков измерения величины и угла дисбаланса, блок управления и регистратор, последовательно соединенные датчик опорного сигнала и формирователь, блок измерения угла дисбаланса выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов, делителя на.два, схемы задержки и сброса и пересчетной схемы, входы которой связаны с выводами схемы зат держки и сброса и делителя на два, отличающееся тем, что, с целью повышения точности балансировки в широком диапазоне частот, блок измерения угла дисбаланса дополнительно снабжен соединенными входами двумя разнополярными детекторами, схемой совпадения и измерителем интервалов времени, пересчетная схема выполнена в виде последовательно соединенных счетчика, блока памяти и схемы поразрядного сравнения и второго счетчика, вход которого связан с входом делителя на два, а выходы с другими входами схемы поразрядного сравнения,выход первого, детектора связан с первым входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход - с входом дели

теля на два, выход которого соединен ;с входим первого счетчика, выход второго детектора связан с входами схемы задержки и сброса и блока памяти,входы измерителя интервалов соединены с выходами схемы поразрядного сравнения и формирователя, а выход - с входом блока управления.

2. Устройство по п.1, о т л ичаюцееся тем, что,оно снабжено вторым датчиком дисбаланса и усили ,телем-ограничителем, связаннь 1,соответственно, со вторыми входом и выходом решающего блока, и вторым измерительным каналом, выполненным идентичн первому, входы которого связаны с выходами второго усилителя формирователя и формирователя, а выходы - с входами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №310150, кл. G 01 М 1/22, 1969.

2.Заявка 2746029/25-28, кл. G 01 М 1/22, 1969 (прототип).