SU1522060A1

SU1522060A1 - Источник опорного сигнала к балансировочному станку

Info

Publication number: SU1522060A1
Application number: SU884380959A
Authority: SU
Inventors: Борис Моисеевич Богомольный; Григорий Иосифович Хазин; Петр Аронович Штейн
Original assignee: Одесское специальное конструкторское бюро прецизионных станков
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1989-11-15

Abstract

Изобретение относитс к балансировочной технике. Цель изобретени - повышение точности за счет получени посто нного числа ступеней линейного кода за период вращени . Заданное число ступеней линейного хода на выходе реверсивных счетчиков 6 и 7 обеспечиваетс с помощью цепи обратной св зи, где два кода с выходов регистра 5 и задатчика 11 кода преобразуютс соответственно преобразовател ми 12 и 13 код-ток. Через усилитель 8 разностного тока и суммирующий усилитель 9, на второй вход которого поступает сигнал с преобразовател 3 частота-напр жение, сигнал поступает на вход преобразовател 10 напр жение-частота, выходы которого соединены со счетными входами реверсивных счетчиков 6 и 7 и накапливающего счетчика 4, св занного с регистром 5. 1 ил.

Description

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в измерительных устройствах балансировочных станков для получения синусоидального кода опорного сигнала, необходимого при измерении дисбаланса балансируемых роторов с помощью цифроаналоговых преобразований .

Цель изобретения - повышение точности ?а счет получения постоянного числа ступеней линейного кода за период вращения ротора с возможностью преобразования линейного кода в синусоидальный.

На чертеже представлена блок-схема источника опорного сигнала к балансировочному станку.

Источник содержит датчик 1 опорных импульсов, соединённые с его выходами схему 2 управления и преобразователь 3 частота - напряжение, последовательно соединенные накапливающий счетчик 4 и регистр 5, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами схемы 2 управления, первый 6 и второй 7 реверсивные счетчики, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами схемы 2 управления,а установочный.вход второго - с вторым выходом накапливающего счетчика 4, последовательно соединенные усилитель 8 разностного тока, суммирующий усилитель 9 и преобразователь 10 напряжение - частота,первый выход которого соединен со счетным входом счетчика 4, а второй — со счетными входами реверсивных счетчиков 6 и 7, задатчик 11 кода, первый 12 и второй 13 преобразователи код - ток, выходы которых соединены с входами усилителя 8 разностного тока, кодовые входы - соответственно с выходами регистра 5 и задатчика 11 кода, а аналоговые входы - между собой,с выходами преобразователя 3 частота напряжение и вторым входом суммирующего усилителя 9j и две ячейки 14 и 15 памяти, входы которых соединены соответственно с выходами реверсивных счетчиков 6 и 7.

Ячейки 14 и 15 памяти могут быть выполнены, например, в виде постоянных запоминающих устройств (ПЗУ); в которых записывается код синусоиды.

Датчик опорных импульсов вырабатывает при вращении балансируемого ротора импульсы, соответствующие контрастной метке на поверхности ротора. Преобразователь 3 частота напряжение вырабатывает напряжение, пропорциональное частоте опорных импульсов, т.е. частота вращения ротора. Это напряжение преобразуется в тактовые импульсы в преобразователе 10 напряжение - частота, при этом частота импульсов пропорциональна подаваемому на вход напряжению, а значит, частоте вращения балансируемого ротора. Элементы преобразователей 3 и 10 подбираются так, чтобы отношение частоты тактовых импульсов на выходе преобразователя 10 напряжение - частота к частоте импульсов датчика 1 опорных импульсов было равно коду задатчиков 11 кода. Для удобства код последнего целесообразно принять равным или кратным 90 (90° - четверть периода). Тогда частота тактовых импульсов на одном из выходов преобразователя 10 напряжение - частота равна 90nf_Bp, где η = 1; 2 и т.д. - коэффициент кратности; fp_p - частота вращения балансируемого ротора.

Тактовые импульсы указанной частоты поступают на счетный вход накапливающего счетчика 4. Схема 2 управления по приходу каждого импульса с датчика 1 опорных импульсов устанавливает накапливающий счетчик в 0 и затем вновь разрешает счет. Поэтому он определяет число импульсов за один оборот балансируемого ротора. Это число перед обнулением накапливающего счетчика 4 фиксируется в регистре 5. Ток преобразователя 12 код - ток определяется кодом регистра 5, а ток преобразователя 13 код - ток задатчика 11 кода.

Ток, преобразуемый й напряжение усилителем 8 разностного тока, пропорционален разности кодов регистра и задатчика 13, а также частоте опорных импульсов, так как на аналоговые входы преобразователей 12 и 13 код - ток поступает напряжение с выхода преобразователя 3 частота - напряжение, пропорциональное частоте вращения. Если число импульсов, зафиксированное накапливающим счетчиком 4 в течение одного оборота ротора, окажется равньн коду задатчика 11 кода, напряжение на выходе усилителя 8 разностного тока будет равно нулю. Если действительное число импульсов за период вращения отличается от заданного задатчиком 11 кода, на второй вход суммирующего усилителя 9 с выхода цепи обратной связи поступает напряжение, корректирующее частоту тактовых импульсов преобразователя 10 напряжение - частота.

Одновременно с фиксацией числа импульсов, определенного за период вращения накапливающим счетчиком 4, в регистре 5 это же число переписывается в реверсивном счетчике 6,при этом реверсивный счетчик 7 устанавливается в 0.

Схема 2 управления формирует сигналы, управляющие направлением счета так, что реверсивный счетчик 7, в котором записан ноль, работает в режиме сложения, а реверсивный счетчик 6 - вычитания. Тактовые импульсы на счетные входы реверсивных счетчиков 6 и 7 поступают со второго выхода преобразователя 10 напряжение - частота. Их частоте равна 360η· f_BP , т.е. она в четыре раза выше частоты импульсов, подаваемых на накапливающий счетчик 4.

Поэтому реверсивный счетчик 6 установится в О за четверть периода, в этот же момент количество импульсов, подсчитанных реверсивным счетчиком 7, достигает заданного накапливающим счетчиком 4 максимального значения. При обнулении реверсивного счетчика 6 схема 2 управления формирует команды направления счета, противоположные предыдущим. Поэтому в течение второй четверти периода реверсивный счетчик 6 работает в режиме сложения, а реверсивный счетчик 7 - в режиме вычитания. Изменение направления счета схемой 2 управления происходит при обнулении реверсивного счетчика 7 и т.д.

Таким образом, коды на выходах реверсивных счетчиков 6 и 7 изменяются в противофазе, изменение кода от 'нуля до заданного накапливающим счетчиком 4 максимального значения происходит в течение четверти периода вращения ротора, максимальное значение кода накапливающего счетчика 4 в установившемся режиме постоянно и > равно коду задатчика 11 кода.

Линейно изменяющийся код с постоянным числом ступеней может быть использован, например, для получения синусоидального кода с помощью ячеек 14 и 15 памяти. В ячейках ПЗУ, номера которых находятся в диапазоне от нуля до значения кода задатчика 13, записан возрастающий код синусоиды, соответствующий изменению угла от 0 до 90^е.

Ю Благодаря тому, что коды реверсивных счетчиков 6 и 7 изменяются в противофазе, код на выходе ячецки 14 памяти изменяется по закону косинусоиды, код на выходе ячейки 15 памя15 ти - по закону синусоиды.

Знак косинуса и синуса формируется схемой 2 управления.

В неустановившемся режиме вращения ротора и в случае нестабильной 20 скорости вращения максимальное значение кода накапливающего счетчика 4 может отличаться от кода задатчика 11 кода. Это отличие, зафиксированное в каком-либо периоде вращения, компен25 сируется в следующем периоде.

Однако, если ошибка все же возникает, число ступеней линейного кода реверсивных счетчиков 6 и 7 отличается от числа ячеек ПЗУ, в которых 3Q записан код синусоиды в диапазоне углов от 0 до 90.

Реальное максимальное значение кода соответствует точно четверти периода. Это значит, что ошибка изменения кода по фазе исключена, оста35 ется лишь ошибка максимального зна чения кода синусоиды.

Для ее оценки предположим, что скорость вращения ротора скачкообраз но возросла так, что за четверть периода вызываются ячейки ПЗУ, соот ветствующие углам от 0 до 85° (относи9О°-85° тельное изменение скорости “ggS— * *1002 = 5,52).

Тогда изменение кода синусоиды sin 90°-sin 85° _ 1-0,996 sin 90° 1

5Q = 0,42, т.е. на порядок ниже.

Для компенсации ошибки, вызванной скачкообразным уменьшением скорости, в ячейках ПЗУ, номера которых превышают код задатчика 11 кода, следует 55 записать код синусоиды, соответствующей углу 90°.

Число таких дополнительных ячеек может не превышать 5-102 общего числа ячеек.

Ί

Таким образом, обеспечивается получение постоянного числа импульсов в течение каждой четверти оборота ротора независимо от скорости вращения и потому возможно получить опорный сигнал в виде кода, изменяющегося по синусоидальному закону, что, в свою очередь, повышает точность измерения дисбаланса. ,θ

Claims

Формула изобретения

Источник опорного сигнала к балансировочному станку, содержащий последовательно соединенные датчик опорных импульсов и схему управления, соединенные с соответствующими выхода'-» ми последней своими управляющими входами накапливающий счетчик, два Ρθ~2ο версивных счетчика и регистр, информационный вход которого соединен с первым выходом накапливающего счетчика, второй выход которого соединен с установочным входом второго реверсив- 25 ного счетчика, два преобразователя код - ток и генератор тактовых им пульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен соединенным с датчиком опорных импульсов преобразователем частота - напряжение, задатчиком кода, двумя ячейками памяти, соединенными с выходами соответствующих реверсивных счетчиков, и усилителем разностного тока, входы которого соединены с выходами первого и второго преобразователей код - ток, кодовые входы которых соединены соответственно с выходами регистра и задатчика кода, а генератор тактовых импульсов выполнен в виде последовательно соединенных суммирующего усилителя, первый вход которого соединен с выходом усилителя разностного тока, а второй с выходом преобразователя частота напряжение и аналоговыми входами преобразователей код - ток, и преобразователя напряжение - частота,первый выход которого соединен со счетным входом накапливающего счетчика, а второй - со счетными входами реверсивных счетчиков.

I