SU1434299A1 - Устройство дл измерени дисбаланса - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к балансировочной технике. Цепь изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет расширени  диапазона частот. Сигнал с параметрического датчика 1 дисбаланса, соединенного с, генератором 10 перестраиваемой частоты, обрабатываетс  в схемах 2 и 3 выделени  сигналов ортогональных проекций. Частота генератора 10 перестраиваемой частоты измен етс  по сигналу с блока 9 управлени , частота генератора 12 опорных напр жений синхронизируетс  с помоп ю датчика 11 опорного сигнала. 1 ил. V)

Description

Фиг. 1

1 .

Изобретение относитс  к балансировочной технике и может быть использовано как измерительное устройство дл  балансировочных станков а также дл  балансировки роторов в сборе в различных област х машиностроени  и приборостроени .

1Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройсва за счет расширени  частотного диапазона измерени  дисбаланса

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема включени  параметрического датчика дисбаланса .

Измерительное устройство содержи параметрический датчик 1 дисбаланса соединенные с его выходом две схемы

2и 3 вьщелени  сигналов ортогональных проекций, выполненные кажда  в виде последовательно соединенных умножител  4 (5) сигналов и фильтра 6 (7) нижних частот, последовательно соединенные дискриг-шнатор 8 нулевых биений, блок 9 управлени  и генератор 10 перестраиваемой частоты, вых которого соединен с входом параметрического датчика 1 дисбаланса, датчик 11 опорного сигнала, генератор

12 опорных напр жений, вход которог соединен с вторьм входом генератора 10 перестраиваемой частоты и выходом датчика 11 опорного сигнала, а входы - с вторыми выходами соответствующих умножителей 4 и 5 сигналов, блок 13 индикации амплитуды и блок 14 индикации фазы, входы последних соединены между собой, с выходами фильтров 6 и 7 нижних частот и соответствующими входами дискриминатора 8 нулевых биений,

В качестве параметрического датчика 1 дисбаланса могут быть использованы , известные датчики резистив- ного, емкостного, трансформаторного и других типов о

Практическое подключение параметрического датчика дисбаланса показано на фиг,2. Первый вывод индуктивного датчика 1 дисбаланса подключен к выходу операгщонного усилител  15 и неинвертирующему входу операционного усилител  16, второй вывод - к инвертирующим. /входам операционных усилителей 15 и 16 и через опорный резистор 17 к общей ьгине. Неинвер- тируюппш вход операционного усилител  15 подключен к выходу генератора

0

5

0

5

10 перестраиваемой частоты, а выход операционного усилител  16 - к первым входам умножителей 4 и 5 напр жени . Схемы умножителей 4 и 5 напр жений и блоков 13 и 14 индикации амплитуды и фазы могут быть выполнены на операционных усилител х и аналоговых умножител х.

стройство работает следующим образом.

Начальную частоту генератора 10 перестраиваемой частоты устанавливают равной фиксированной частоте СОс генератора 12 опорных напр жений. При этом частота СОо выбираетс  значительно (в 5-10 раз) Bbmie максимальной Фурье-компоненты сигнала дисбаланса. Датчик 11 опорного сигнала осуществл ет синхронизацию генератора 10 перестраиваемой частоты и генератора 12 опорных напр жений. При этом напр жение на выходах фипьт- ров 6 и 7 нижних частот равно нулю. Блок 9 управлени  вырабатывает сигнал , под воздействием которого измен етс  частота генератора 10 перестраиваемой частоты На вькоде генератора 10 формируетс  сигнал

30

Up U aKcCosWt,

(1)

5

0

5

0

где CS- текуща  частота сигнала на выходе генератора 10 перестраиваемой частоты. Сигнал с выхода генератора 10 перестраиваемой частоты подаетс  на вход параметрического датчика 1 дисбаланса , выходное напр жение которого имеет вид:

п и. 2lA-sin(52;t+Lf;)U Q cCosut, (2)

d i i

где Л; - амплитуда i-й гармоники

сигнала датчика дисбаланса; Q- частота i-й гармоники сигнала датчика дисбаланса; С.|; - фазовый сдвиг i-й гармони- ки сигнала датчика дисбаланса относительно импульса , вырабатьшаемого датчиком 11 опорного сигнала. На умножителей 4 и 5 напр жени  формируютс  сигналы

и (ntЦf)} g coвatcosi t;

п

(3)

% 21 Aie(f ; 4 ; JMai«: ° W,t.

lei

31434299

В момент времени, когда разность тотсОо СО становитс  равной частоО ., первой гармоники сигнала датчидисбаланса , на выходе фильтров 6 нижних частот возникают посто нсоставл юпще напр жений

ос га те ци ча же гу то ве зн в об ра ба

и К AjCosq, ; U -К A,sinq),,

(4J

где А, - амплитуда первой гармоники сигнала датчика дисбаланса К - коэффициент пропорциональности ,

и на выходе дискриминатора 8 нулевых биений вырабатываетс  сигнал, под воздействием которого блок 9 управлени  прекращает перестройку частоты генератора 1(J перестраиваемой частоты.

Сигналы (,4) подаютс  на входы блока 13 индикации амплитуды и блока 14 индикации фазы, при этом на выходе блока 13 индикации амплитуды формируетс  напр жение, пропорциональное значению дисбаланса

Н

).

КА

t

(5)

а на выходе блока 14 индикации фазы - напр жение, пропорциональное углу дисбаланса (

и

4

и

tgtf,.

откуда

Ср, arctg

Hi-

и;

(6;

Таким образом, в предлагаемом устройстве на входы умножителей напр жений подаютс  ортогональные сигналы фиксированной высокой частоты , формирование которых не вызы- вает больших затруднений. Это дает возможность существенно расширить частотный диапазон измерений снизу (до единиц терц), что позвол ет

осуществл ть балансировку крупногабаритных роторов при низкой частоте вращени  и при наличии флуктуации -этой частоты. Сигналы высокочастотных генераторов опорных напр жений и перестраиваемой частоты могут быть получены с малым коэффициентом нелинейных искажений, что существенно повышает точность определени  значени  и угла дисбаланса, особенно в услови х вли ни  шумов и помех, обуславливающих несинусоидальный характер сигнала с выхода датчика дисбаланса .

Claims (1)

1. Формула изо б-р е т е и и  

   Устройство дл  измерени  дисбаланса , содержащее параметрический датчик дисбаланса, соединенные с его выходом две схемы вьзделени  сигналов ортогональных проекций, выполненные кажда  в виде последовательно соединенных умножител  сигнала и фильтра нижних частот, последовательно соединенные дискриминатор нулевых биений , входы которого соединены с выходами фильтров нижних частот, и блок управленн 5 генератор опорных напр жений , выходы которого соединены С вторыми входаш :ьт4ножителей сигнала, блок индикации амплитуды и блок индикации фазы, отличающе-. е с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет расширени  частотного диапазона, оно снабжено генератором перестраиваемой частоты, первый вход которого соединен с выходом блока управлени , а выход - с входом параметрического датчика дисбаланса, и датчиком опорного сигнала, выход которого соединен с входом генератора опорнкк напр жений и вторым входом генератора перестраиваемой частоты, а блоки индикации фазы и амплитуды выполнены соответственно в виде аналогового делител  и векторного сумматора , входы которых соединены с выходами фильтров нижних частот.

   Т

   .«шп

   Фиг. 2