JPH02163629A - Dynamic balance tester - Google Patents

Dynamic balance tester

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JPH02163629A
JPH02163629A JP31927488A JP31927488A JPH02163629A JP H02163629 A JPH02163629 A JP H02163629A JP 31927488 A JP31927488 A JP 31927488A JP 31927488 A JP31927488 A JP 31927488A JP H02163629 A JPH02163629 A JP H02163629A
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unbalance
detector
dynamic
bearings
output signal
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義光 中山
Yoshio Kawamori
河盛 良夫
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Shimadzu Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve the S/N in the dynamic balancing machine by providing a speed proportion type vibration detector, a means for bringing an output signal of this detector to triple integration as to time, and a means for calculating a dynamic unbalance from inter-bearing/balance correction surface distances, etc., which are preset and a triple integral value. CONSTITUTION:Vibration working on bearings 2L, 2R due to centrifugal force generated in a specimen is detected by moving coil type pickups 4L, 4R being speed proportion type vibration detectors, and its output signal is amplified by a preamplifier 5. Subsequently, its output signal is brought to triple integra tion as to time by an integrator 6a and a double integrator 6b. Also, inter- bearing/balance correction surface distances (a), (b), an inter-bearing distance (c) and correction radiuses rL, rR are preset to a memory 13 through a keyboard 15. A CPU 12 calculates a dynamic unbalance quantum to be corrected, namely, an unbalance mass and an unbalance angle from these data and two pairs of X components and Y components which are led in through a synchronous rectifier 10 and an A/D converter 11, and stores its result in a memory, and also, displays 14 it.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 この発明は、剛性の高い軸受構造を有するハードタイプ
の動釣合試験機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application This invention relates to a hard type dynamic balance testing machine having a highly rigid bearing structure.

B、従来技術 従来のハードタイプの動釣合試験機においては、不釣り
合い検出器(ピックアンプ)として圧電素子型ピックア
ップ(ロードセルなど)を使用していた。
B. Prior Art In conventional hard-type dynamic balance testing machines, a piezoelectric element type pickup (such as a load cell) was used as an unbalance detector (pick amplifier).

C1発明が解決しようとする課題 しかしながら、圧電素子型ピックアップは、その感度が
100〜1.ooop C70(p Cはピコクーロン
、Gは重量加速度)と極めて低く、出力インピーダンス
が非常に高いために(MΩのオーダー)、その出力信号
は非常に微弱である(μ■のオーダー)。
C1 Problems to be Solved by the Invention However, piezoelectric element type pickups have a sensitivity of 100 to 1. ooop C70 (p C is picocoulomb, G is weight acceleration) is extremely low, and the output impedance is very high (on the order of MΩ), so its output signal is very weak (on the order of μ■).

また、圧電素子型ピックアップは、周波数応答領域が非
常に広いという特性をもっているのであるが、ハードタ
イプの動釣合試験機において必要な周波数領域は低周波
領域に限られており、圧電素子型ピックアップでは、試
験に必要のない高周波信号成分をも検出してしまうので
、軸受のベアリングや試験機の基礎等から伝わる雑振動
であるノイズのレベルが高い。
In addition, piezoelectric pickups have a characteristic of having a very wide frequency response range, but the frequency range required for hard-type dynamic balance testers is limited to the low frequency range. Since this method also detects high-frequency signal components that are not necessary for the test, the level of noise, which is noise vibration transmitted from the bearings and the foundation of the testing machine, is high.

以上の相乗により、不釣り合い検出器として圧電素子型
ピックアップを用いた従来の動釣合試験機においては、
S/N比が悪いという問題があっこの発明は、ハードタ
イプの動釣合試験機におけるS/N比を改善することを
目的とする。
Due to the above synergy, in a conventional dynamic balance tester that uses a piezoelectric element type pickup as an unbalance detector,
This invention aims to improve the S/N ratio in a hard type dynamic balance tester, which has a problem of a poor S/N ratio.

01課題を解決するための手段 この発明は、このような目的を達成するために、次のよ
うな構成をとる。
01 Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

すなわち、この発明は、剛性の高い輪受構造を有するハ
ードタイプの動釣合試験機において、回転中の試験体の
不釣合いを検出する不釣り合い検出器としての速度比例
型振動検出器と、この速度比例型振動検出器の出力信号
を時間について3重積分する手段と、プリセットされた
軸受・釣り合い修正面間距離、軸受間距離および修正半
径と前記3重積分の値とから動不釣り合いを演算する手
段とを備えたことを特徴とするものである。
That is, the present invention provides a speed proportional vibration detector as an unbalance detector for detecting the unbalance of a rotating test body in a hard type dynamic balance testing machine having a highly rigid wheel bearing structure, and Means for triple-integrating the output signal of the speed-proportional vibration detector with respect to time, and calculating dynamic unbalance from the preset distance between the bearings and balance correction surfaces, the distance between the bearings, the correction radius, and the value of the triple integral. The invention is characterized in that it includes a means for doing so.

E1作用 この発明の構成による作用を、従来例との比較をもまし
えて説明する。
E1 Effect The effect of the configuration of this invention will be explained with a comparison with a conventional example.

第3図に基づいて修正面分離の演算式を求める。An arithmetic expression for corrected surface separation is determined based on FIG.

第3図において、1は試験体、2..2Rは試験体1の
軸部を回転自在に軸支する左右の軸受、3L、3mは軸
受2L、2Rを支持する剛性の高いバネである。
In FIG. 3, 1 is a test specimen, 2. .. 2R is left and right bearings that rotatably support the shaft portion of the test specimen 1, and 3L and 3m are highly rigid springs that support the bearings 2L and 2R.

試験体1に不釣り合い質量が存在すると、試験体1の回
転に伴って試験体1に遠心力が発生し、この遠心力に起
因した力が軸受2+−,2Rに作用し、バネ31.3−
に抗して軸受り、、2Rが振動する。
If an unbalanced mass exists in the test body 1, a centrifugal force is generated on the test body 1 as the test body 1 rotates, and the force caused by this centrifugal force acts on the bearings 2+-, 2R, and the spring 31.3 −
The bearing, 2R, vibrates against the

従来では、軸受2..2Rに作用する力を力検出型不釣
り合い検出器である圧電素子型ピックアップで検出して
いたのに対し、この発明では遠心力に起因して軸受21
..2Mに起こる振動を速度比例型振動検出器(例えば
ムービングコイル型ピックアップ:図示せず)で検出す
る。
Conventionally, bearings 2. .. Whereas the force acting on the bearing 2R was detected by a piezoelectric element pickup which is a force detection type unbalance detector, in this invention, the force acting on the bearing 21 is detected due to centrifugal force.
.. .. The vibration occurring at 2M is detected by a velocity proportional vibration detector (for example, a moving coil type pickup: not shown).

試験体1上における左右の釣り合い修正面I、。Left and right balance correction planes I on the specimen 1.

Rにおいて、それぞれ修正半径、1 +、 、  、+
IIの位置に、不釣り合い質量m l、 + m *が
存在しているとする。各バネ31..3.のバネ定数を
それぞれに、、、に、とじ、また、試験体1の回転軸の
方向に沿って左側の軸受2Lの中心から左側の釣り合い
修正面し、右側の釣り合い修正面Rまでの軸方向距離を
それぞれa、bとし、左右軸受2L、2゜の中心間の距
離(軸受間距離)をCとする。
In R, the modified radius, 1 +, , , +, respectively
Assume that an unbalanced mass m l, + m * exists at the position II. Each spring 31. .. 3. The spring constants of , , and , respectively, are determined in the axial direction from the center of the left bearing 2L to the left balance correction surface R along the direction of the rotation axis of the test specimen 1. The distances are respectively a and b, and the distance between the centers of the left and right bearings 2L and 2 degrees (distance between bearings) is C.

試験体1を角速度ωで回転させたときに、左右の釣り合
い修正面[7,Rの位置に作用する遠心力をそれぞれp
t 、FR1左右の軸受2の位置に作用する力をそれぞ
れT!4.ν8とする。
When the test specimen 1 is rotated at an angular velocity ω, the centrifugal force acting on the left and right balance correction surfaces [7, R, respectively, is expressed as p
t, the forces acting on the positions of bearings 2 on the left and right sides of FR1 are T! 4. Let it be ν8.

左右の釣り合い修正面り、Rに作用する遠心力り、iF
++ は、 F L ”’ m L ? + ω2     ・・・
・・・・・・・・・・・・・■F H’= m u i
” trω2     ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・■また、左右の軸受2t、2Rの振幅変位を7
Lマ□とすると、左右の軸受2L、2Rが受けるカシ4
.ν、は、 ら−=kLマc=にマ7.   ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・■pm−に*羽′8−にマ、    
・・・・・・・・・・・・・・・・・・■ただし、ここ
では、k+、=kR=にとしである。
Left and right balance correction surface, centrifugal force acting on R, iF
++ is F L”' m L? + ω2...
・・・・・・・・・・・・・■F H'= m u i
” trω2 ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・■Also, the amplitude displacement of the left and right bearings 2t and 2R is 7
If Lma is □, the shaft 4 that the left and right bearings 2L and 2R receive
.. ν, is ra-=kLmac=to ma7.・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・■pm-ni*feather'8-nima,
・・・・・・・・・・・・・・・・・・■However, here, k+,=kR=Nitoshi.

左右の動不釣り合いυ1.υ、は、 Ut =m、γ」       ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・■UR=mH7g        ・
・・・・・・・・・・・・・・・・・■0.0式、■、
■式から、それぞれ、 vL−徂ω2       ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・■FR−U、ω2       ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・■静力学の力の釣り合い
の条件から、 YL +p t + ’p”* 十F R−Q  ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・■左側の修正面しま
わりでのモーメントの釣り合いの条件から、 FL a −FTl  (b−a) +’FR(C−a
) =0・・・・・・・・・・・・・・・・・[相]ま
た、右側の修正面Rまわりでのモーメントの釣り合いの
条件から、 FLb+p、(c−b) −FL−(b−a)=0・・
・・・・・■ ■1■、■、■式を[相]式に代入すると、akマ、 
 (b  a)TJiω” +(c−a)kマ。−O・・・・・・・・・・・・・・
・・・・@■、■、■、■式を0式に代入すると、bk
マ、−1−(c−b)kマ、 −(b−a)υ、ω2−0 ・・・・・・・・・・・・
[相]■、o式から、マ、−、マ、を求めると、(c−
a)+b (〔 b)111R c ・・・・・・・・・・・・・・・・・0c ・・・・・・・・・・・・・・・・■ ムービングコイル型ビックアンプは、速度比例型振動検
出器であり、コイルの速度ひいては角速度ωに比例した
電圧ff、、、i!、を発生する。すなわち、 ヴ1. QC71ω         ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・■ぽROCマ×ω      
   ・・・・・・・・・・・・・・・■ここで、定数
A、B、C5Dを、 c c c c とすると、電圧ぽ1.ビ、は、■、@式、■、■弐から
、 ぎL = (AUl、 +BU11 ) ω”  ・、
、、、、、、−、−、、、@f* −(cQt、 +D
UR)ω3 ・・・・・・・・・・・・・・・■と表せ
る。
Left and right dynamic imbalance υ1. υ, is, Ut = m, γ” ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・■UR=mH7g・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・■0.0 type, ■,
■From the formula, vL−ω2 ・・・・・・・・・・・・
...... ■FR-U, ω2 ...
・・・・・・・・・・・・・・・■ From the condition of balance of static forces, YL + p t + 'p''* 1F R-Q ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ■From the condition of moment balance around the left side modified surface, FL a −FTl (b-a) +'FR(C-a
) = 0・・・・・・・・・・・・・・・・・・ [Phase] Also, from the condition of moment balance around the correction plane R on the right side, FLb+p, (c-b) -FL- (ba-a)=0...
・・・・・・■ ■■1■, ■, ■ Substituting the expressions into the [phase] expression, akma,
(b a) TJiω” + (c-a)kma.-O・・・・・・・・・・・・・
...@■,■,■,■When substituting the expressions into the 0 expression, bk
Ma, -1-(c-b)k ma, -(b-a)υ, ω2-0 ・・・・・・・・・・・・
[Phase] ■, If we find Ma, -, Ma from the o formula, we get (c-
a)+b ([ b) 111R c ・・・・・・・・・・・・・・・・・・0c ・・・・・・・・・・・・・・・・・・■ Moving coil type big amplifier , is a speed-proportional vibration detector, and the voltage ff, i! , occurs. That is, V1. QC71ω・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・■PoROCma×ω
・・・・・・・・・・・・・・・■Here, if the constants A, B, and C5D are c c c c , then the voltage po1. Bi, is, ■, @formula, ■, ■From 2, giL = (AUl, +BU11) ω” ・,
, , , , , −, −, , , @f* −(cQt, +D
UR) ω3 ・・・・・・・・・・・・・・・■

すなわち、速度比例型振動検出器の発生電圧E!、、P
’、は、動不釣り合いU’L+ υ8の連立−次間数に
比例し、かつ、角速度ωの3乗に比例する。
In other words, the voltage generated by the speed proportional vibration detector E! ,,P
', is proportional to the simultaneous number of orders of the dynamic unbalance U'L+υ8, and is proportional to the cube of the angular velocity ω.

ここで、電圧色1 ぽ2を、Sin関数で表現すると、 EL =E+、6 sin (6J t−φ、)ER=
E)、(、sin (ωを一φ7)これらE、、、ER
を時間りについて3重積分すると、 LO 5SSELdi”  =       cos (ωL
−φL )ω3 RQ SSSERdt3=      cos (ωt−φ、
)ω3 となり、その大きさは、元のj/ω3となる。
Here, if voltage color 1 po 2 is expressed by a sin function, EL = E +, 6 sin (6J t-φ,) ER =
E), (, sin (ω is one φ7) these E,,,ER
By triple integrating with respect to time, we get LO 5SSELdi” = cos (ωL
−φL )ω3 RQ SSSERdt3= cos (ωt−φ,
)ω3, and its magnitude becomes the original j/ω3.

したがって、0重■式からω3が消去され、5SSEt
 dt3=AUL→−BU、  ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・[相]5SSERdt3=cut、 
+DtJw  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
[相]となる。[相]、@式から、UL、LIRを求め
ると、すなわち、左右の速度比例型振動検出器からの出
力電圧i!、、、fえを3重積分した値に基づいて左右
の動不釣り合いUL、υ8を測定することができる。
Therefore, ω3 is eliminated from the 0-fold ■ equation, and 5SSEt
dt3=AUL→-BU, ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・[Phase] 5SSERdt3=cut,
+DtJw ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
It becomes [phase]. [Phase], UL and LIR are determined from the @formula, that is, the output voltage i from the left and right velocity proportional vibration detectors is calculated. , , the left and right dynamic unbalance UL, υ8 can be measured based on the triple integral value of f.

これに対し、圧電素子型ピックアップの場合には、発生
電圧は動不釣り合い量m7とω2とに比例し、積分は2
重積分となる。
On the other hand, in the case of a piezoelectric element type pickup, the generated voltage is proportional to the dynamic unbalance amount m7 and ω2, and the integral is 2
This becomes a multiple integral.

積分は、速度比例型振動検出器からの人力信号を時間的
に伸ばすものであることから、積分によってノイズ成分
が除去される。
Since integration extends the human power signal from the speed proportional vibration detector over time, noise components are removed by integration.

この発明は、ハードタイプの動釣合試験機において速度
比例型振動検出器(ムービングコイル型ピンクアップ)
を採用したことから、発生電圧がω3に比例するという
特質をもち、これに起因して3重積分を行うこととなっ
たのであるが、3重積分するということは、圧電素子型
ピックアップの場合の2重積分と比べて、雑音抑制効果
が積分1回分価れているということである。
This invention is a speed proportional vibration detector (moving coil type pink-up) in a hard type dynamic balance tester.
Because of the adoption of This means that compared to double integration, the noise suppression effect is greater than that of one integration.

0、o式は、後述する[相]、■式と等価であるが、動
不釣り合いυ1.υ7の詳しい求め方を次に説明する。
The equations 0 and o are equivalent to the [phase] and equation 2 described later, but the dynamic unbalance υ1. The detailed method for finding υ7 will be explained next.

0.0重0,0式を[相]式、■式に代入してそれぞれ
U、、、U、を求めると、 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・@・・・・・・
・・・・・・・・・・・・@[相]、■式において、σ
11.υ7とも、右、右に掛かる係数は影響係数と呼ば
れるものであるが、ここで、注目すべきことは、マL/
ω2.マ。/ω2のI/ω2については、前述のように
ぎ、(■’52+−Q) ) 、 ぎR(ccマ□ω)
の3重積分によって消去され、また、影響係数のうち、
バネ定数k C=kL=に* )は既知であるから、ハ
ードタイプの動釣合試験機においては、その不釣り合い
検出器として速度比例型振動検出器を用いた場合でも、
修正面分離演算に入ってくる定数はすべて寸法(距離a
、b、c)のみであるということである。
Substituting the 0.0 weight 0,0 equation into the [phase] equation and ■ equation to find U, , U, respectively, ・・・・・・・・・・・・・・・・・・@・・・・・・
・・・・・・・・・・・・@[phase], ■In formula, σ
11. For both υ7, the coefficients applied to the right and left sides are called influence coefficients, but what should be noted here is that MaL/
ω2. Ma. As for I/ω2 of /ω2, as mentioned above, (■'52+-Q)), GiR(ccma□ω)
and among the influence coefficients,
Since the spring constant k C = kL = *) is known, in a hard type dynamic balance tester, even if a speed proportional vibration detector is used as the unbalance detector,
All constants that enter the corrected surface separation calculation are dimensions (distance a
, b, and c).

距1a、b、cは動釣合試験機を駆動するまでもなく容
易に求めることができるから、結局、動釣合試験機を駆
動して左右の速度比例型振動検出器によって左右の振幅
変位マ4.マ□を前述の@。
Since the distances 1a, b, and c can be easily determined without driving the dynamic balance tester, the left and right amplitude displacements are determined by driving the dynamic balance tester and using the left and right velocity proportional vibration detectors. Ma4. Replace ma□ with the above @.

0式に基づいて発生電圧ffL、ff、から測定し、そ
の振幅変位マ4.マ、から[相]、■式に基づいた修正
面分離演算によって、左右の動不釣り合いTJ+−、j
l++を求めることができるのである。
4. Measure the generated voltages ffL and ff based on the formula 0 and calculate the amplitude displacement. The left and right dynamic unbalance TJ + -, j is calculated by corrected surface separation calculation based on the formula
Therefore, l++ can be found.

ソフトタイプの動釣合試験機においては、修正面分離演
算に入ってくる定数として、寸法のほかに、質量1慣性
モーメント等があり、そのため、試験体が変わるたびに
試し重りを使用した予備駆動を必要とするが、この発明
の場合には、予備駆動は一切不必要である。
In soft-type dynamic balance testing machines, in addition to dimensions, the constants that go into the corrected surface separation calculation include the mass 1 moment of inertia, etc. Therefore, each time the test specimen changes, preliminary drive using a trial weight is required. However, in the case of the present invention, no pre-driving is necessary.

次に、振動系の固有振動数と試験回転数との関係につい
て見る。
Next, we will look at the relationship between the natural frequency of the vibration system and the test rotation speed.

試験体1の質量をM、軸受2L、2R,振動架台等の試
験体1以外のバネ31.3R上の質量(寄生質量)をM
o、バネ定数をk、不釣り合いの大きさの別の表現であ
る偏重心距離をeとすると、その試験体1を角速度ωで
回転したときの遠心力Fは、 F=Meωま ただし、偏重心距離eば、不釣り合い質量をm、不釣り
合い半径をrとして、 r である。
The mass of the test object 1 is M, and the mass (parasitic mass) on the bearings 2L, 2R, and the spring 31.3R other than the test object 1 such as the vibration stand is M.
o, the spring constant is k, and the eccentric center of gravity distance, which is another expression of the magnitude of unbalance, is e, then the centrifugal force F when the test specimen 1 is rotated at an angular velocity ω is F=Meω, where the eccentric weight is The center distance e is r, where the unbalanced mass is m and the unbalanced radius is r.

このときの軸受振幅XO(振幅変位X−χ。・3in 
 (ωt−θ))の運動方程式は、減衰係数をρとする
と、 di”        dt =Meω”  cosωt に ωC M 十M 。
Bearing amplitude XO at this time (amplitude displacement X-χ.・3in
(ωt-θ)), where the damping coefficient is ρ, di” dt =Meω” cosωt and ωC M +M.

ρ ω η 8 ωC と置いて、解を求める。なお、ω。はこの振動系の固有
振動数、ζはダンピングである。
Set ρ ω η 8 ωC and find the solution. In addition, ω. is the natural frequency of this vibration system, and ζ is the damping.

・・・・・・・・・・・・・・・・・・[相]不釣り合
い検出器がソフトタイプの場合は、ω≧3ω。の領域で
成立し、このとき、[相]式は、と近似される。また、
ハードタイプの場合は、ω≦ωc/3の領域で成立し、
このとき、[相]式は、と近似される。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ [Phase] If the unbalance detector is a soft type, ω≧3ω. It holds true in the region of , and in this case, the [phase] equation is approximated as . Also,
In the case of hard type, it is established in the area of ω≦ωc/3,
At this time, the [phase] equation is approximated as follows.

このように、ハードタイプの場合には、使用周波数領域
が低周波領域に限られているにもかかわらず、圧電素子
型ピックアップは、固有振動数6Jcの数十倍〜百倍の
オーダーの広い周波数領域で応答するため、ノイズレベ
ルが高かったのである。
In this way, in the case of hard type pickups, the usable frequency range is limited to the low frequency range, but piezoelectric element type pickups can be used in a wide frequency range on the order of tens to hundreds of times the natural frequency of 6Jc. The noise level was high due to the high response rate.

これに対し、この発明の速度比例型振動検出器は、その
周波数応答領域が固有振動数ω。程度であるため、ノイ
ズレベルが低くなる。
In contrast, the frequency response region of the speed proportional vibration detector of the present invention is the natural frequency ω. The noise level is low.

また、速度比例型振動検出器であるムービングコイル型
ピックアップは、永久磁石の磁束密度を高めること、コ
イルの巻数を増加すること等により容易にその感度を高
めることができる。したがて、その出力インピーダンス
を圧電素子型ピックアップに比べて10−”〜10−’
倍と充分に低くして(KΩのオーダー)、その信号レベ
ルを高くできる(Vのオーダー)。
Furthermore, the sensitivity of a moving coil pickup, which is a speed proportional vibration detector, can be easily increased by increasing the magnetic flux density of the permanent magnet, increasing the number of turns of the coil, and the like. Therefore, its output impedance is 10-" to 10-' compared to a piezoelectric element type pickup.
By making the voltage sufficiently low (on the order of KΩ), the signal level can be increased (on the order of V).

このように、この発明は、ハードタイプの動釣合試験機
において、不釣り合い検出器として、ムービングコイル
型ピックアップ等の速度比例型振動検出器を用いている
から、従来の圧電素子型ビツクアップに比べて、出力イ
ンピーダンスが低く、かつ、周波数応答領域が狭いので
、S/N比が改善されるのである。
As described above, the present invention uses a velocity proportional type vibration detector such as a moving coil type pickup as an unbalance detector in a hard type dynamic balance tester, so it is more effective than a conventional piezoelectric element type pickup. Since the output impedance is low and the frequency response region is narrow, the S/N ratio is improved.

F、実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
F. Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図はこの発明の実施例に係る動釣合試験機のフ′ロ
ンク図である。
FIG. 1 is a front view of a dynamic balance testing machine according to an embodiment of the present invention.

ヘルド等を介してモータによって回転される試験体】の
軸部を回転自在に軸支する左右の軸受2L、2Rが剛性
の高いバネ3L、3Rで支持されている。試験体1の回
転に伴って不釣り合いのために試験体1に生じる遠心力
に起因して軸受2、、.2Rに作用する振動を速度比例
型振動検出器としてのムービングコイル型ピンクアンプ
4L4Rで検出するように構成しである。
Left and right bearings 2L and 2R, which rotatably support the shaft of the specimen rotated by a motor via a heald or the like, are supported by highly rigid springs 3L and 3R. Bearings 2, . The configuration is such that the vibration acting on the 2R is detected by a moving coil type pink amplifier 4L4R as a speed proportional type vibration detector.

ムービングコイル型ピンクアップ4L、4Rの出力信号
ヴ、、=(A口、+B口、R)ω3.ぎ。−(0口、+
DUR)ω3をプレアンプ5によって増幅し、プレアン
プ5の出力信号を積分器6aとバンドパスフィルタ付き
2重積分器6bとによって時間について3重積分するよ
うに構成しである。
Moving coil type pink-up 4L, 4R output signal V, = (A port, +B port, R) ω3. Gi. -(0 units, +
DUR) ω3 is amplified by a preamplifier 5, and the output signal of the preamplifier 5 is triple integrated with respect to time by an integrator 6a and a double integrator 6b with a bandpass filter.

この3重積分によって1/ω1にし、信号から角速度ω
の成分を消去し、動不釣り合いUL、U。
This triple integration makes it 1/ω1, and from the signal, the angular velocity ω
Eliminate the components of the dynamic unbalances UL, U.

のみに関与する成分を取り出すとともに、雑音を除去す
る。
In addition to extracting the components that are only involved in the noise, noise is also removed.

試験体1の表面に印したフォトマーク7を試験体1の1
回転ごとに検出するフォトセンザ(基準位相検出器)8
が周波数逆変換器9に入力されるが、この周波数逆変換
器9は、不釣り合い質量の存在する位相ごとに出力され
るパルスの周波数に反比例した周波数信号をチョッパ信
号として、パン]゛バスフィルタ付き2重積分器6bと
次段の同期整流器10に出力する。
The photo mark 7 marked on the surface of the specimen 1 is
Photosensor (reference phase detector) 8 that detects every rotation
is input to the frequency inverter 9, which uses a frequency signal inversely proportional to the frequency of the pulse output for each phase in which the unbalanced mass exists as a chopper signal, and converts the frequency signal into a pan] bus filter. The output signal is output to a double integrator 6b and a synchronous rectifier 10 at the next stage.

そして、チョッパ信号は、バンドパスフィルタ付き2重
積分器6bおよび同期整流器10に入力されるピックア
ップ信号から試験体Iの回転数に同期した周波数成分す
なわち動不釣り合い信号を抽出し、左側の釣り合い修正
面I、に係る互いに直角なX成分とX成分および右側の
釣り合い修正面Rに係るX成分とX成分とを同期整流器
10から直流電圧として出力する。
Then, the chopper signal is generated by extracting a frequency component synchronized with the rotational speed of the test specimen I, that is, a dynamic unbalance signal, from the pickup signal input to the double integrator 6b with a bandpass filter and the synchronous rectifier 10, and correcting the left balance. The X component and the X component that are perpendicular to each other regarding the plane I and the X component and the X component that are related to the right balance correction surface R are outputted from the synchronous rectifier 10 as a DC voltage.

これら左右のX成分およびX成分はマルチプレクサ付き
A/D変換器11によってサイクリックに順次切り換え
られてA/D変換され、そのデジタルデータはマイクロ
コンピュータにおけるCPU12に導入される。
These left and right X components and X components are cyclically and sequentially switched and A/D converted by an A/D converter with a multiplexer 11, and the digital data is introduced into a CPU 12 in a microcomputer.

CPtJ]2には、プログラムを格納したROMおよび
各種データを記憶するRAMからなるメモリ13と、測
定条件、測定結果等を表示する表示部14と、測定条件
、測定データの処理方法等を入力するキーボード15が
接続されている。
CPtJ] 2 includes a memory 13 consisting of a ROM that stores programs and a RAM that stores various data, a display section 14 that displays measurement conditions, measurement results, etc., and input of measurement conditions, measurement data processing method, etc. A keyboard 15 is connected.

軸受・釣り合い修正面開路Ma、b、軸受間距離Cおよ
び修正半径rL、rRは、キーボード15を介してメモ
リ13にブリセントされている。
The bearing/balance correction surface opening Ma, b, the distance C between the bearings, and the correction radii rL, rR are stored in the memory 13 via the keyboard 15.

CPU12は、これらプリセットされたデータと、導入
した2組のX成分およびX成分とから修正すべき動不釣
り合い量UL、υや、すなわち、不釣り合い質量m+、
、mRと不釣り合い角度φ1.φ8を演算によって算出
し、その結果をメモリ13に記憶するとともに表示部1
4に表示する。
The CPU 12 determines the dynamic unbalance amount UL, υ to be corrected, that is, the unbalance mass m+, from these preset data and the two sets of introduced X components and X components.
, mR and the unbalance angle φ1. φ8 is calculated by calculation, the result is stored in the memory 13, and the display unit 1
Display on 4.

なお、第2図は、第1図におけるバンドパスフィルタ付
き2重積分器6bのうち左右いずれか一方のピックアッ
プ信号に対する回路部分の詳細を示す。
Note that FIG. 2 shows details of a circuit portion for one of the left and right pickup signals of the double integrator 6b with a bandpass filter shown in FIG.

オペアンプOP、  コンデンサC1,抵抗Rからなる
積分器6b+ の入力側にスイッチングトランジスタT
、が接続され、オペアンプOP、。
A switching transistor T is connected to the input side of an integrator 6b+ consisting of an operational amplifier OP, a capacitor C1, and a resistor R.
, is connected to the operational amplifier OP,.

コンデンサCz、抵抗R2からなる積分器6b。An integrator 6b consisting of a capacitor Cz and a resistor R2.

の入力側に接続されたスイッチングトランジスタT2を
介して積分器6b、と積分器6bzとが接続され、オペ
アンプOP、、抵抗R,,R,からなるインバータ6b
、が出力段に接続され、インバータ6biの出力がスイ
ッチングトランジスタT、のドレインに正帰還されてい
る。
The integrator 6b and the integrator 6bz are connected through the switching transistor T2 connected to the input side of the inverter 6b, which is made up of an operational amplifier OP, and resistors R, , R,
are connected to the output stage, and the output of the inverter 6bi is positively fed back to the drain of the switching transistor T.

スイッチングトランジスタT2のソースに積分器6aか
ら1目積分された信号が入力され、スイッチングトラン
ジスタT、、T、のゲートに周波数逆変換器9からのチ
ョッパ信号が入力されている。
The first integrated signal from the integrator 6a is input to the source of the switching transistor T2, and the chopper signal from the frequency inverter 9 is input to the gates of the switching transistors T, , T.

積分器6b、、6b、の時定数が測定周波数とマンチす
るとき、スイッチングトランジスタTT2は測定周波数
に反比例したデユーティファクタでON、OFFを繰り
返す。
When the time constant of the integrators 6b, 6b matches the measurement frequency, the switching transistor TT2 repeats ON and OFF with a duty factor inversely proportional to the measurement frequency.

なお、上記実施例では積分器をハードウェアで構成した
が、プログラムによるソフトウェアでも実現可能である
In the above embodiment, the integrator is configured by hardware, but it can also be implemented by software based on a program.

G0発明の効果 この発明によれば、次の効果が発揮される。Effect of G0 invention According to this invention, the following effects are exhibited.

すなわち、ハードタイプの動釣合試験機において、不釣
り合い検出器として、ムービングコイル型ピンクアップ
等の速度比例型振動検出器を用いたので、従来の圧電素
子型ピンクアップに比べて、出力インピーダンスを低く
でき、かつ、周波数応答領域が狭いので、S/N比を改
善することができる。
In other words, in a hard type dynamic balance tester, a velocity proportional vibration detector such as a moving coil type pinkup is used as an unbalance detector, so the output impedance is lower than that of a conventional piezoelectric element type pinkup. Since the frequency response can be made low and the frequency response region is narrow, the S/N ratio can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例に係る動釣合試験機のブロン
ク図、第2図はバンドパスフィルタ付き2重積分器の回
路構成図、第3図はこの発明の作用説明に供する原理図
、である。 1・・・試験体 2、.2R・・・軸受 3L、3.・・・バネ 4L、4.・・・ムービングコイル型ビックアンプ(速
度比例型振動検出器) 6a・・・積分器 6b・・・バンドパスフィルタ付き2重積分器(5a、
  6 b)・・・3重積分手段15・・・表示部 16・・・キーボード a、b・・・軸受・釣り合い修正面間距離C・・・軸受
間距離 rL+  rR・・・修正半径
Fig. 1 is a block diagram of a dynamic balance tester according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of a double integrator with a bandpass filter, and Fig. 3 is a principle diagram for explaining the operation of the present invention. , is. 1...Test specimen 2,. 2R...Bearing 3L, 3. ...Spring 4L, 4. ...Moving coil type big amplifier (velocity proportional vibration detector) 6a...Integrator 6b...Double integrator with band pass filter (5a,
6 b)...Triple integration means 15...Display section 16...Keyboards a, b...Distance between bearings and balance correction surfaces C...Distance between bearings rL+ rR...Correction radius

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)剛性の高い軸受構造を有するハードタイプの動釣
合試験機において、回転中の試験体の不釣合いを検出す
る不釣り合い検出器としての速度比例型振動検出器と、
この速度比例型振動検出器の出力信号を時間について3
重積分する手段と、プリセットされた軸受・釣り合い修
正面間距離、軸受間距離および修正半径と前記3重積分
の値とから動不釣り合いを演算する手段とを備えたこと
を特徴とする動釣合試験機。
(1) In a hard type dynamic balance tester having a highly rigid bearing structure, a speed proportional vibration detector as an unbalance detector that detects the unbalance of a rotating test body;
The output signal of this speed proportional vibration detector is
Dynamic balance comprising means for performing multiple integration, and means for calculating dynamic unbalance from the preset distance between bearings and balance correction surfaces, distance between bearings, correction radius, and the value of the triple integral. Compatible test machine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116380342A (en) * 2023-04-18 2023-07-04 临清市万达轴承有限公司 Bearing dynamic balance test auxiliary device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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