CS249363B1 - Zařízení na měření nerovnoměrnosti rotačního pohybu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zařízení na měření nerovnoměrnosti rotačního pohybu, zejména nerovnoměrnosti otáček zážehových a vznětových motorů. Podstatou řešení je zařízení k měření nerovnoměrnosti rotačního pohybu pomocí čidla, které je spojeno s hřídelem měřené soustavy, jehož obvod je rovnoměrně rozdělen značkami, je opatřen synchronizační značkou a čidlo je doplněno prostředky výpočetní techniky, přičemž čidlo je spojeno vedením vstupních signálů s řídicí jednotkou, která je spojena s vyrovnávací pamětí a jednotkou vstupů a výstupů, se kterou je také přes vyrovnávací pamět spojen čítač stálého kmitočtu generátoru, jehož jeden výstup je připojen na řídicí jednotku, přičemž jednotka vstupů a výstupů je dále spojena s mikropočítačem, na který jsou připojeny výstupní obvody.

Description

Vynález se týká zařízeni na měření nerovnoměrnosti rotačního pohybu, zejména nerovnoměrnosti otáček zážehových a vznětových motorů.

Rotační pohyb je rovnoměrný jen ve výjimečných případech. Rovnoměrný rotační pohyb může mít např. roztočený setrvačník s vyváženou setrvačnou hmotou, jehož hřídel je zatížen nulovým mechanickým momentem.

Ve skutečnosti každý rotační pohyb je více či méně nerovnoměrný. U některých motorů vyplývá tato nerovnoměrnost již přímo z fyzikálního principu funkce - motory zážehové či vznětové, zejména s nízkým počtem pracovních válců - nerovnoměrnost rotačního pohybu způsobují i některé stroje, u kterých kolísá zatěžovací moment v průběhu jedné otáčky např. pístové kompresory.

Nerovnoměrnost otáček je zpravidla jev nežádoucí. K omezení tohoto jevu slouží obvykle vhodně navržené setrvačníky.

Z uvedeného je zřejmé, že stanoveni nerovnoměrnosti otáček je důležité a je zapotřebí jak při konstrukci, kdy nás informuje např. o skutečnosti, zda soustava motor-setrvačník-poháněný stroj má požadované vlastnosti; v období provozu vyrobené soustavy naopak rychlé a objektivní stanovení nerovnoměrnosti otáček může dát důležité informace o provozním stavu soustavy a může upozornit na vznikající závadu a pomoci při lokalizaci této závady.

Dosavadní způsoby měření nerovnoměrnosti otáček jsou pracné a jsou založeny zpravidla na vyhodnocení alespoň dvouvstupového analogového záznamu, kdy se na jednu stopu zaznamenává spojitě analogový signál, který je funkcí - nebo je úměrný - úhlové rychlosti a na druhou stopu se zaznamenávají jednou za otáčku, nebo jednou za cyklus, značky, které ohraničují dobu trvání jedné otáčky nebo cyklu.

Nevýhodou dosavadních zařízení k měření nerovnoměrnosti otáček je, že výsledek se získá až po pracném a zdlouhavém zhodnocení analogových záznamů.

Cílem vynálezu je přesné a pohotové měření nerovnoměrnosti otáček, dávající okamžité výsledky bez složitého vyhodnocování. , , Podstata zařízení pro měření nerovnoměrnosti rotačního pohybu podle vynálezu spočívá v tom, že čidlo je svými výstupy impulsního a synchronizačního signálu spojeno se vstupy , řídicí jednotky, jejíž první výstup je spojen se vstupem vyrovnávací paměti a druhý výstup, s řídicím vstupem jednotky vstupů a výstupů, jejíž datové vstupy jsou spojeny přes vyrovnávací paměf s výstupy čítače stálého kmitočtu generátoru jehož jeden výstup je spojen se vstupem řídicí jednotky, přičemž jednotka vstupů a výstupů je svým výstupem a vstupem spojena se vstupem a výstupem mikropočítače. Mikropočítač je svým výstupem spojen s výstupními ' obvody.

Výhodou zařízeni pro měření nerovnoměrnosti otáček podle vynálezu je přesné a ryphlé měření nerovnoměrnosti otáček dávající okamžité výsledky po poměrně jednoduchém vyhodnocování . ,

Příklad zařízení k měření podle vynálezu je zobrazen na obr. 1 a obr. 2. Obr. 1 představuje skupinové schéma zařízeni a tok impulsů mezi jednotlivými díly měřicího zařízení a obr. 2 ukazuje graficky časový sled impulsů.

/

Na obrázcích je znázorněn pohon 2» setrvačník 3, hřídel 2 ^a poháněný stroj 2· Otáčky soustavy jsou snímány čidlem 3, které má obvod rovnoměrně rozdělen na k značek. Poloha těchto značek je snímána vhodným snímačem a vytváří impulsní signál s^· Na jiném místě obvodu může mít čidlo další značku, jedinou na celém obvodě, která zajištuje synchronizaci a reprodukovatelnost počátečních podmínek. Tato druhá značka vytváří synchronizační signál s^.

Základem vlastního přístroje, který zpracovává vstupní signály a s₂ ^z čidla 5 je volně běžící generátor fi přesného kmitočtu í. Přesnost a stabilita tohoto generátoru určuje přesnost a stabilitu celého zařízení, proto je nutno použít stabilizace kmitočtu f křemenným krystalem nebo stabilizovat kmitočet f.jiným vhodným způsobem.

Kmitočet f z tohoto generátoru _6 postupuje do volně běžícího čítače 2· Je-li spuštěna po příchodu vstupního synchronizačního signálu přes řídicí jednotku 2 činnost celého zařízení, začne se přepisovat vstupní impulsní signál přes řídicí jednotku 2 ^s okamžitou hodnotou čítače T_ do rychlé vyrovnávací paměti 2· Řídicí jednotka 2 zajiětuje, aby přepis nastal vždy v ustáleném stavu počítače. Vyrovnávací pamět je spojena s datovými vstupy jednotky 10 vstupů a výstupů, k jejímuž řídicímu vstupu je přiveden od řídicí jednotky 2 řídicí signál 184 ^a jejíž jeden výstup je spojen zpětným signálem £5 s řídicí jednotkou 2· Řídicí jednotka 2 je svým jedním výstupem spojena řídicím signálem s^ s vyrovnávací pamětí 2·

Po ukončení přepisu vyšle řídicí jednotka 2 vstupním obvodům mikropočítače 11 informaci o platnosti dat a dá tím signál, že mikropočítač 11 může data zpracovat. Po zpracováni dat hl-ásí mikropočítač 11 přes výstupní obvody, že je schopen přijmout nová data. Řídicí jednotka 2 kontroluje, zda tento signál přijde před dalším impulsním signálem s.. Neni-li tomu tak, hlásí poruchu informačním signálem j3g. Mikropočítač 11 může programově pracovat v několika různých režimech.

V nej jednodušším režimu mikropočítač 11 pouze uloží data do paměti. V tomto režimu se po ukončení příjmu bloku dat data zpracuji. Protože jsou v paměti zachyceny všechny hodnoty, lze pomocí D/A převodníku znázornit průběh kolísání otáček během jedné otáčky, dále je možno podle vzorce, kde k ...... značí počet značek na otáčku ^tkmin značí časový úsek, který je funkcí max. rychlosti t, značí časový úsek, který je funkcí min. rychlosti k max . značí obecný časový úsek mezi dvěma značkami ?Σ značí nerovnoměrnost otáček

1___1 ^^kmin ^k,tkmax vypočítat a zobrazit nejen minimální, maximální a střední úhlovou rychlost, ale i přímo číselně hodnotu nerovnoměrnosti otáček. Tyto hodnoty lze znázornit na výstupních obvodech displeji 12 nebo terminálu 13. Na vnější paměti 15 - děrovač pásky, magnetofon, floppy-disk - lze zaznamenaná data archivovat a- takto uložená data zpracovat dalšími metodami na externím počítači. Mikropočítač 11 je dále zapojen na tlačítkové pole 14.

Složitější režim se od předešlého režimu liší tím, že data jsou ihned předzpracována.

Tím se podstatně redukují požadavky na počet pamětových míst a je možno zachytit a zpracovat větší počet otáček. Nevýhodou je skutečnost, že nelze znázornit detailně průběh jediné otáčky

Jsou možné další kombinace se zařazením výpočtu a zobrazení; tím se získá přístroj, který ukazuje v reálném čase'přímo všechny potřebné hodnoty: maximální, minimální a střední otáčky a nerovnoměrnost. Poněvadž výpočet a zobrazení je náročnější na strojní čas, pak při tomto-režimu práce v nízkých otáčkách je procesor schopen zpracovat všechna datapro každou otáčku; od určité hranice však začne automaticky vzorkovat a nová data zobrazí pro každou n-tou otáčku. Opět uložená data lze po skončení zápisu do paměti bu3 zobrazit, nebo zaznamenat a na dalším zařízení zpracovat požadovaným způsobem.

Claims (2)

1. Zařízení na měření nerovnoměrnosti rotačního pohybu pomocí čidla, které je spojeno s hřídelem měřené soustavy, jehož obvod je rovnoměrně rozdělen značkami a opatřen synchronizační značkou, přičemž čidlo je doplněno prostředky výpočetní techniky, vyznačené tím, že čidlo (5) je svými výstupy impulsního a synchronizačního signálu spojeno se vstupy řídicí jednotky (8), jejíž první výstup je spojen se vstupem vyrovnávací paměti (9) a druhý výstup s řídicím vstupem jednotky (10) vstupů a výstupů, jejíž datové vstupy jsou spojeny přes vyrovnávací pamět (9) a výstupy čítače (7) stálého kmitočtu (f) generátgru (6), jehož jeden výstup je spojen se vstupem řídicí jednotky (8), přičemž jednotka (10) vstupů a výstupů je svým výstupem a vstupem spojena se vstupem a výstupem mikropočítače (11).

2. Zařízení pro měření nerovnoměrnosti rotačního pohybu podle bodu 1, vyznačené tím, že výstup mikropočítače (11) je spojen s výstupem obvody (12, 13, 15).