Измерительное устройство к балансировочному станку для уравновешивания роторов Советский патент 1982 года по МПК G01M1/22 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНСЖ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ ДЛЯ УРАВНОВЕШИВАНИЯ РОТОРОВ

Изобретение относится к иэмеритель ой технике И может быть использовано в различном балансировочном оборудовани По основному авт.св. № 5О3155 известно измерительное устройство к балансировочному станку для уравновешивания роторов, содержащее датчики дисбаланса, подключенный к ним блок настро ки станка, избирательный усилитель, выполненный в виде последовательно соединенных смесителя, активного фильтра с фиксированной резонансной частотой, второго смесителя и фильтра нижник частот, двух усилителей-ограничителей, включенных на вход и выход активного фильтра, и последовательно соединенных фазового детектора, управляющего элемента и гене ратора, выходы которого соединены со вторыми входами смесителей, а выходы усилителей-ограничителей - со входами фазового детектора, последовательно соединенные датчик опорного импульса, генератор опорного синусоидального напряжения, выполненный в виде системы импульсно-фазовой автопоцстройки частоты, указатель угла дисбаланса иуказатель величины дисбаланса, вход которого и второй вход указателя угла дисбаланса подключены на выход фильтра нижних частот 1J. Недостатком данного устройства является длительный процесс установления показаний указателей величины и угла дисбаланса. Это связано с продолжительностью процесса захвата фазы измеряемогосигнала системы фазовой автоподстройки частоты.. Длительность переходных процессов указанной системы определяется шириною ее полосы захвата. Чем шире полоса захвата, тем короче длительность процесса захвата фазы входного сигнала. Ширина полосы захвата может быть найдена как решение уравнения йОиз-К|р(ЛОУа)|, где F() - выражение для амплитудночастотной характеристики сис темы с разомкнутой петлей обратной связи; К коэффициент пропорциональ ности, связанный с петлевым усилением (добротностью) системы фазовой автопоцстро ки частоты. , . Из уравнения ( 1) следует, что чем меньшую полосу пропускания имеет ам- плитуцно-частотная характеристика, тем меньше .полоса захвата utJ. Необходимость выполнять систему узкополесной продикто вана высокими требованиями к помехоус- roйчивocтv измерительного устройства. При необхоцимости балансировки роторов в широком диапазоне частот, когда в этом цйапазонв укладывается несколько полос захвата, система фазовой автоподстройки частоты дольше захватывает фазу Измеряемого сигнала, чем если бы он находился в полосе-захвата. Длительности процессов установления различаются при этом на несколько порядков. В результате существенно снижается производительност балансировки. Цеяь изобрэтения повышения пронз- воцительносги балансировки. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соевиненными генератором периодического сигнала и усилителем,вхоц которого связан, с вторым входом генератора опорного синусоидального напряжения, а выход - с входом управляющего элемента. На чертеже представлена блок-схема измерительного устройства. Устройство содержит аатчики 1 и 2 дисбаланса, воспринимающие вибрации балансируемого ротора 3, подключенный к ним блок 4 настройки станка, избира тельный усилитель 5, выполненный в виде послеаовательно соединенных смесителя 6, активного фильтра 7 с фиксированной резонансной частотой, второго смесителя 8 и фильтра 9 нижних частот, двух усили телей-ограничителей 10 и 11, включенны на вход и выход активного фильтра 7, и последовательно соединенных фазового детектора 12, управляющего элемента 13 и генератора 14, выходы которого соединены со вторыми входами смесителей 6 и 8, а выходы усилителей-ограничителей 10 и 11 - со входами фазового детектора 12, образуя систему фазовой автопод- стройки частоты, датчик 15 опорного импульса, генератор 16 опорного синусо- идального напряжения, указатели 17 и 18 угла и величины дисбаланса, входы которых подключены на выход фильтра 9 ижних частот, и последовательно соедиенные генератор 19 периодического сигнала и усилитель 20, выход которого связан со входом управляющего элемента 13. Генератор 16 опорного синусоидального напряжения выполнен в виде системы импульснойфазовой автопоцстройки частоты и содержит последовательно соединенные второй фазовый детектор 21, вход которого связан с выходом датчика 15 опорного импульса, второй фильтр 22 нижних частот, третий усилитель-ограничитель 23 и второй генератор 24, выход которого связан со вторыми входами фазового детектора 21 и указателя 17 угла дисбаланса, входами фазового детектора 21 и указателя 17 угла дисбаланса, а вход - СО входом усилителя 20. Устройство работает следующим образом. Сигналы дисбаланса с датчиков 1 и 2 поступают на блок 4 настройки станка, выполняющий одновременно функции компенсатора напряжений датчиков при электрическом эгалоиировании, решающего устройства и предварительного усилителя. Сигналы с блока 4 настройки станка и генератора 14 подают на смеситель 6, на выходе которого образуется напряжение промежуточной частоты. После .усиления . в активной высокодобротйом фильтре 7 с фиксированнойрезонансной частотой напряжение промежуточной частоты поступает на смеситель 8, на второй вход которого подают напряжение с генератора 14. Смеситель 8 восстанавливает отфильтрованный сигнал дисбаланса, поступающий далее через фильтр 9 нижних частот на указатели 17 и 18 угла и величины дисбаланса. Сигналы со входа и выхода фильтра 7 через усилители-ограничители 10 и 11 поступают на фазовый детектор 12. На отрезке времени от включения устройства ао момента попадания в полосу захвата система фазовой автоподстрой- ки частоты работает в асинхронном режиме. Сигнал на выходе фазового детектора 12 становится модулированным по амплитуде напряжением треугольной формы с выхода генератора 19 периодического сигнала, а сигнал на выходе гбнераго- ра 14-модулированным по частоте таким же образом до тех пор, пока не попадает в полосу захвата системы фазовой автоподстройки,частоты. С этого момента система работает в режиме синхронизации.

Если аатйм происходит изменение частоты вращения ротора 3, сигнал на выкоде фильтра получает фазовый сцвиг, что отражается на величине выходного напряжения фазового детектора 12. Изменение величины напряжения с помощью управляющего элемента 13 выбывает такое изменение частоты генератора. 14, которое позволяет получить на выходе смесителя 6 сигнал с промежуточной частотой, равной частоте настройки фильтра 7. Сигнал с выхода датчика 15 опорного импульса пре,обраауется генератором 16 в опорное синусоидальное напряжение, частота которого синхронизируется с частотой опорны импульсов системой импульсной фазовой автоподстройки частоты. Частота второго генератора 24 управляется напряжением .треугольной формы с генератора 19 периодического сигнала и напряжением с вы хода третьего усилителя-ограничителя 23 управляемого через второй фильтр 22 нижних частот сигналом со второго фазового детектора 4, образуя асинхронный и синхронный режимы системы импульсной фазовой автоподстройки частоты опораого синусоидального напряжения аналогично ранее рассмотренным.

Величина и угол дисбаланса регисгри- руются указателями 18 и 17 величины и гла дисбаланса,, на которые поступают

сигнал дисбаланса, а на второй - также опорное синусоидальное напряжение.

Применение в предлагаемом устройств дополнительного генератора периодического сигнала и усилителя позволяет ускорить процесс захвата фазы измеряемого сигнала дисбаланса, а следовательно, сократить время установления показаний измерителей величины и угла цисбалан- ,са и повысить производительность балансировки.

Фо. рмула изобретения

Измерительное устройство к балансировочному станку для уравновешивания роторов по авт. св. Nj 503155, отличающееся тем, что, с целью повышения производительное и балансировки, оно снабжено последовательно соединенными генератором периодического сигнала и усилителем, вход которого связав с вторым входом генератора опорного синусоидального напряжения, а выход с входом управляющего элемента. I

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР. № 503155, кл. G О1 М 1/22, 1971 (прототип).