Claims (2)
Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство дл автоматического измерени фазового положени вала возбудител колеба1«1Й вибромашины, содержащее импульс(ше датчики углового положени , импульсный датчик момента начала удара, схемы совпадени и тригrep , снабженное дополнительные импульсным датчиком углового положени вала, элементов задержки, ключом (схема совпадени по терминологии а.с.) счетчиком, дешифратором и инди каторным блоком, причем, первый импульсный датчик углового положени вала подключен к одному из входов пе вой схемы совпадени , дополнительный импульсный датчик углового положени вала подключен к одному из входов второй схемы совпадени , второй импульсный датчик углового положени вала подключен к другому входу схем совпадени , выход первой схемы совпадени соединен через последователь но соединенные элемент задержки и ключ с одним из входов счетчика, выход которого через дешифратор соединен с индикаторным блоком, выход второй схемы совпадени подключен к другому входу счетчика и к одному из входов триггера, другой вход которого соединен с импульсным датчиком момента начала удара, установлен ным на корпусе вибромашины, а выход триггера соединен с соответствующим входом ключа и индикаторного блока. Датчик фазового положени дебаланса имеет диск| вращающийс совместно с валом дебалансного или эксцен гриково го возбудител колебаний, Во внешней окружности диска строго с заданным угловым интервалом размещены ферромагнитные выступы. Р дом с этими выступами установлены дополнительные выступы с интервалами меньшими Ч . С аналогичными угловыми интервалами на корпусе машины неподвижно устанав ливаютс бесконтактные (например, индуктивные) датчики, которые выдают импульсы напр жени в моменты прохож дени выступов диска Г21. Однако такое устройство не позвол ет получить высокую точность измерени фазы, а соответственно не позвол ет получить стабильности частоты и фазы сейсмических волн. Подобное устройство измерени фазы и частоты, имеющее сто щестьдес т выступов на диске, позвол ет получить стабильность фазы и частоты сейсмоизлучени измерени этих параметров с точностью три знака, что вдвое меньше требуемой точности измерени . Чтобы получить требуемую точность в зна ков в диапазоне частот сейсмических колебаний 1-10 Гц, необходимо на дис к.е установить 10 выступов, что нереально. Целью изобретени вл етс повышение точности устройства, что позвол ет повысить точность измерени фазы и частоты вала дебалансного возбудител колебаний, и упрощение конструкции. /Поставленна цель достигаетс тем, что в известное устройство дл измерени фазы и частоты вала дебалансного возбудител колебаний, содержащее импульсный датчик положени вала , выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов совпадени , первый счетчик импульсов , первый вход которого соединен с выходом первого элемента совпадени , а также триггер и индикатор , дополнительно содержит генератор импульсов и последовательно соединенные элемент 2И-ИЛИ-НЕ, второй счетчик импульсов и третий элемент совпадени , выход которого подключен к второму входу первого счетчика импульсов , а первый вход - к первому выходу триггера, к-второму входу первого элемента совпадени и к первому входу элемента 2И-ИЛИ-НЕ, первый вход триггера соединен с вторым выходом второго счетчика импульсов, а второй вход и второй выход - с вторым входом элемента 2И-ИЛИ-НЕ, третий и четвертый входы которого подключены к выходу импульсного датчика положени вала, выход генератора импульсов св зан с входом импульсного датчика положени вала и с вторым входом второго элемента совпадени , выход которого соединен с вторым входом второго счетчика импульсов, а вход индикатора подключен к выходу первого элемента совпадени . На фиг.1 приведена функциональна схема устройства; на фиг.2 - эпюры напр жений на элементах генератора импульсов. Устройство содержит импульсный генератор 1, импульсный датчик положени вала 2 и измерительную схему 3. Импульсный генератор выполнен на первом 4 и втором 5 ключах, например на логических элементах И-НЕ, и кварцевом резонаторе 6, включенном между ключами и 5. Ключи св заны между собой через элемент задержки, выполненный , например, на конденсаторе 7 и резисторе 8. Вход ключа 5 также св зан с резистором 9. Дл разв зки ключей А и 5 с импульсным датчиком 2выход первого ключа св зан с входом третьего ключа 10, а выход его св зан с конденсатором 11. Импульсный датчик положени вала 2 выполнен на светодиоде 12 с инфракрасным излучением , фотодиоде 13 и содержит диск с флажком (не показан), установленный на валу электропривода возбудител колебаний. Светодиод 12 подключен к конденсатору 11. Измерительна схема 3содержит первый I и второй 15 элементы совпадени , логический элемент 16 2И-ИЛИ-НЕ, второй счетчик импульсов 17 (двоичный),триггер 18, третий элемент совпадени 19,первый счетчик 20 импульсов и индикатор 21. Устройство работает следующим образом . В момент подачи питани на импульсный генератор ключи и 5 наход тс в неустойчивом равновесии за счет подачи логического О на их входы, из которого схема, за счет обратной св зи , скачком переходит в одно из квазиустойчивых состо ний, момент 1 на эпюре напр жений. При этом состо нии ключ 5 закрыт, значит на его выходе высокий уровень, соответствующий логической 1. В св зи с этим начинаетс зар д конденсатора 7 до напр жени логической 1. При этом напр жение возрастает по экспоненциальному закону. В момент 2, когда напр жение на конденсаторе достигает величины логической 1, ключ Ц закрываетс , на его выходе высокий уровень напр жени . Замыкаетс петл обратной св зи через кварцевый резонатор 6, происходит опрокидывание схемы в противоположном направлении, схема переходит во второе квазиустойчивое состо ние, во врем которого происходит разр д конденсатора 7, и в момент времени 3, когда напр жение на конденсаторе снизитс до уровн логического О, схема возвращаетс в исходное состо ние. Таким образом , переключением ключей и 5 происходит генерирование импульсов, ко-торые с выхода ключа поступают на ключ 10, конденсатор 11, на светодиод 12, которые обеспечивают разв зку генератора импульсов от нагрузки, импульсного датчика положени вала. Импульсный датчик содержит светодиод с инфракрасным излучением, подключенным к конденсатору 11 генератора импульсов 1, фотодиода, св занного с . 9 г измерительной схемой 3. и диска с флажком, закрепленного на валу электропривода возбудител колебаний. Диск представл ет собой круг из тонкого металла, например дюрал , и имеющий пр моугольный выступ (флажок) или несколько флажков равномерно распределенных по периметру круга. Количество флажков определ етс способом обработки информации. Флажок диска вращаетс вместе с валом электропривода между светодиодом и фотодиодом, определ начало отсчета. При прохождении вала электропривода возбудител колебаний через начало отсчета флажок диска закрывает зону облучени фотодиода 13 от светодиода 12. При этом первым входом элемента совпадени 15 разрешаетс заполнение импульсами двоичного счетчика 17 от генератора импульсов 1 через второй вход элемента совпадени 1$ и счетный вход двоичного счетчика 17 импульсов. Выход третьего разр да счетчика 17 устанавливает через счетный вход триггер 18 в исходное положение, при котором сигнал с пр мого выхода, подключенного к первому входу элемента совпадени , и импульс переполнени с четвертого разр да счетчика 17 импульсов, поступающий на вход элемента совпадени 19, устанавливает счетчик импульсов 20 в ноль, а также сигнал с пр мого выхода триггера 18 разрешает прохождение импульсов через элемент совпадени 1 от фотодиода 13, подключенного к входу элемента совпадени Н. Врем подготовки измерительной схемы 3 значительно меньше времени перекрывани зоны излучени флажком и может измен тьс угловым размером флажка. При освобождении флажком зоны излучени импульсы со светодиода 12 принимаютс фотодиодом 13 и от него поступают на сметный вход счетчика импульсов 20 и индикатор 21 через первый вход элемента совпадени 14. Импульсы от фотодиода поступают также на входы логического элемента 16, и в зависимости от состо ни триггера 18 срабатывает одна из двух схем совпадени элемента 16и устанавливает лвоичный счетчик импульсов 17 в ноль. Логический элемент 1б также защищает счетчик импульсов 17 от ложного заполнени во врем измерени фазы и частоты измерительной схемой 3 и во врем передачи или cчиtывaни инфор7 ,9 нации. При очередном перекрывании флажком зоны облучени фотодиода 13 светодиодом 12 счетчик 17 снова заполн етс , и импульс третьего разр да переводит триггер 18 благодар св зи инверсного выхода триггера 18 с входом О в обратное исходному состо нию . Сигнал с пр мого выхода триггера 18 запрещает прохождение импульсов с фотодиода 13 на счетчик 20, а также дает команду ЭВМ на считывание информаци+1 со счетчика 20. При этом с инверсного выхода сигнал поступает на второй элемент совпадени логического элемента 16, на вход D триггера 18, этим самым подготавлива , в первом случае, установку в ноль двоичного счетчика импульсов 17 и во втором случае - установку триггера 18 в исходное состо ние при очередном перекрытии флажком зоны излучени импульсного датчика положени вала 1. Индикатор 21 позвол ет измер ть частоту дебаланса и представл ет собой частомер-хронометр, включенный в режим счета импульсов. Генератор импульсов 1, работа на частоте 10 10 Гц, позвол ет получить точность измерени фазы дебаланса возбудител колебаний с точностью п ть-шесть знаков и соответственно при ошибке позвол ет управл ющему устройству (ЭВМ), получающему точную информацию, вывести соответствующее управл ющее воздействие на электропривод дл обеспечени стабильности частоты и фазы во времени. Изобретение позвол ет довести точность измерени до 5-10 знаков и соответственно обеспечить томность управлени п ть знаков. Известное техническое решение обеспечивает точность измерени в три знака и соответственно точность управлени пор дка двух знаков. 4 Формула изобретени Устройство дл измерени фазы и частоты вала дебалансного возбудител колебаний, содержащее импульсный датчик положени вала,- выход ко торого подключен к первым входам первого и второго элементов совпадени , первый сметчик импульсов, первый вход которого соединен с выходом первого элемента совпадени , а также триггер и индикатор, о т л .и чающеес тем, что, с целью повышени точности устройства, оно содержит генератор импульсов и последовательно соединенные элемент 2И-ИЛИ-НЕ, второй счетчик импульсов и третий элемент совпадени , выход которого подключен к второму входу первого счетчика импульсов, а первый вход - к первому выходу триггера, к второму входу первого элемента совпадени и к первому входу элемента 2И-ИЛИ-НЕ, первый вход триггера соединен с вторым выходом второго счетчика импульсов, а вторые вход и выход - со вторым входом элемента 2И-ИЛИ-НЕ, третий и четвертый входы которого подключены к выходу импульсного датчика положени вала, выход генератора импульсов св зан с входом импульсного датчика положени вала и с вторым входом второго элемента совпадени , выход которого соединен с вторым входом второго счетчика импульсов , а вход индикатора подключен к выходу первого элемента совпадени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 В 11/26, 1972. The closest technical solution to the invention is a device for automatic measurement of the phase position of the exciter shaft of an oscillator; 1 vibrator containing a pulse (above the sensors of the angular position, a pulse sensor of the beginning of the impact, a coincidence circuit and a trigger, equipped with an additional pulse sensor of the angular position of the shaft, delay elements key (matching circuit in the terminology of a.s.) with a counter, a decoder and an indicator unit, moreover, the first pulse sensor of the angular position of the shaft is connected to To the second of the inputs of the coincidence circuit, an additional pulse encoder of the angular position of the shaft is connected to one of the inputs of the second coincidence circuit, the second pulse encoder of the angular position of the shaft is connected to another input of the coincidence circuit, the output of the first coincidence circuit is connected via successively connected delay elements and a key with one of the counter inputs, the output of which is connected to the indicator unit through the decoder, the output of the second coincidence circuit is connected to another input of the counter and to one of the trigger inputs, the other input d is connected to the pulse generator the start of a pin, is mounted on nym vibrator housing and the latch output is connected to a corresponding input key and the display unit. Unbalance phase position sensor has a disk | rotating together with the shaft of the unbalanced or eccentric vibration exciter, ferromagnetic protrusions are placed strictly at a given angular interval in the outer circumference of the disk. Adjacent to these protrusions, additional protrusions are installed at intervals of smaller H. At similar angular intervals, non-contact (for example, inductive) sensors are fixed on the body of the machine, which produce voltage pulses at the moments of passage of the protrusions of the G21 disk. However, such a device does not allow obtaining a high accuracy of phase measurement, and, accordingly, does not allow obtaining frequency and phase stability of seismic waves. Such a device for measuring phase and frequency, which has a cost of ten protrusions on the disk, makes it possible to obtain the stability of the phase and frequency of seismic emission of measurement of these parameters with an accuracy of three signs, which is twice less than the required measurement accuracy. To obtain the required accuracy in the characters in the range of seismic vibrations of 1-10 Hz, it is necessary to install 10 projections on the disk, which is unrealistic. The aim of the invention is to improve the accuracy of the device, which allows to improve the accuracy of measuring the phase and frequency of the shaft of the unbalanced exciter, and simplify the design. The goal is achieved in that a known device for measuring the phase and frequency of the shaft of the unbalanced excitation exciter contains a pulse position sensor of the shaft, the output of which is connected to the first inputs of the first and second matching elements, the first pulse counter, the first input of which is connected to the output of the first element matches, as well as a trigger and an indicator, additionally contains a pulse generator and series-connected element II-OR-NOT, a second pulse counter and a third match element, the output which is connected to the second input of the first pulse counter, and the first input to the first output of the trigger, to the second input of the first match element and to the first input of the element 2I-OR-NOT, the first input of the trigger is connected to the second output of the second pulse counter, and the second input and the second output is with the second input of element 2I-OR-NOT, the third and fourth inputs of which are connected to the output of the pulse shaft position sensor, the output of the pulse generator is connected to the input of the pulse shaft position sensor and to the second input of the second matching element Whose output is coupled to a second input of the second pulse counter and indicator input coupled to the output of the first coincidence element. Figure 1 shows the functional diagram of the device; Fig. 2 shows voltage plots on pulse generator elements. The device contains a pulse generator 1, a pulse sensor of shaft position 2 and a measuring circuit 3. The pulse generator is made on the first 4 and second 5 keys, for example, on AND-NES logic and a quartz resonator 6 connected between the keys and 5. The keys are connected between via a delay element made, for example, on a capacitor 7 and a resistor 8. A key 5 input is also connected to a resistor 9. For decoupling keys A and 5 with a pulse sensor 2, the output of the first key is connected to the input of the third key 10, and its output connected to capacitor 11. impu The shaft position sensor 2 is made on an infrared light emitting diode 12, a photodiode 13 and contains a disk with a flag (not shown) mounted on the shaft of the electric drive of the vibration exciter. The LED 12 is connected to the capacitor 11. The measuring circuit 3 contains the first I and second 15 match elements, the logic element 16 2I-OR-NOT, the second pulse counter 17 (binary), the trigger 18, the third match element 19, the first pulse counter 20 and the indicator 21 The device works as follows. At the moment of supplying power to the pulse generator, the keys and 5 are in unstable equilibrium by supplying logical O to their inputs, from which the circuit, due to feedback, abruptly goes into one of the quasistable states, moment 1 on the voltage diagram. In this state, the key 5 is closed, which means at its output a high level corresponding to a logical one. In connection with this, the charge of the capacitor 7 starts up to a voltage of logical one. In this case, the voltage increases exponentially. At the moment 2, when the voltage on the capacitor reaches the value of logical 1, the key C closes, at its output a high voltage level. The feedback loop closes through the quartz resonator 6, the circuit overturns in the opposite direction, the circuit goes into the second quasistable state, during which the capacitor 7 is discharged, and at time 3, when the voltage on the capacitor drops to logic level O The circuit returns to its original state. Thus, switching the keys and 5 generates pulses that come from the output of the key to key 10, capacitor 11, to LED 12, which provide the release of the pulse generator from the load to the pulse position sensor shaft. The pulse sensor contains a LED with infrared radiation connected to the capacitor 11 of the pulse generator 1, a photodiode associated with. 9 g by measuring circuit 3. and a disk with a flag fixed on the shaft of the electric drive of the exciter. The disk is a thin metal circle, such as a duralumin, and having a rectangular protrusion (flag) or several flags evenly distributed around the perimeter of the circle. The number of flags is determined by the way information is processed. The disk flag rotates with the drive shaft between the LED and the photodiode, determining the origin. When the drive shaft of the oscillator drives through the reference point, the disk flag closes the irradiation zone of the photodiode 13 from the LED 12. At the same time, the first input of the coincidence element 15 allows the binary counter 17 from the pulse generator 1 to fill up through the second input of the $ 1 coincidence element and the binary counter 17 input. pulses. The output of the third bit of the counter 17 sets, through a counting input, the trigger 18 to the initial position, in which the signal from the direct output connected to the first input of the coincidence element and the overflow pulse from the fourth discharge of the pulse counter 17, which enters the input of the coincidence element 19, sets the pulse counter 20 to zero, as well as the signal from the direct output of the trigger 18 permits the passage of pulses through the coincidence element 1 from the photodiode 13 connected to the input of the coincidence element N. The preparation time of the measuring circuit 3 significantly less time for the radiation zone to overlap the flag and can be changed by the angular size of the flag. When the radiation zone is released, the pulses from the LED 12 are received by the photodiode 13 and are fed to the estimated input of the pulse counter 20 and the indicator 21 through the first input of the matching element 14. The pulses from the photodiode also go to the inputs of the logic element 16, and depending on the state of the trigger 18, one of the two matching schemes of element 16 is triggered and sets the pulse counter 17 of the pulse to zero. The logic element 1b also protects the pulse counter 17 from false filling during the measurement of the phase and frequency by the measuring circuit 3 and during the transmission or reading of information, 9, of the nation. At the next overlapping of the irradiation zone of the photodiode 13 by the LED 12, the counter 17 is again filled, and the third-bit pulse converts the trigger 18 due to the connection of the inverse output of the trigger 18 with the input O to the reverse of the initial state. The signal from the direct output of the trigger 18 prohibits the passage of pulses from the photodiode 13 to the counter 20, and also instructs the computer to read information + 1 from the counter 20. At the same time, the signal from the inverse output goes to the second element of the logic element 16, to the input D of the trigger 18, by this very preparation, in the first case, setting the binary pulse counter 17 to zero and, in the second case, setting the trigger 18 to its initial state with the next overlapping of the radiation zone of the pulse position sensor shaft 1. The indicator 21 allows measure the imbalance and the frequency is a frequency meter chronometer included in the pulse counting mode. The pulse generator 1, operating at a frequency of 10 10 Hz, allows to obtain an accuracy of measurement of the unbalance phase of the oscillation exciter with an accuracy of five to six characters and, accordingly, in case of error, allows the control device (computer) that receives accurate information to output the appropriate control action electric drive to ensure frequency and phase stability over time. The invention makes it possible to bring the measurement accuracy to 5-10 characters and, accordingly, to ensure the languidity of the control of five characters. The known technical solution provides a measurement accuracy of three characters and, accordingly, a control accuracy of the order of two characters. 4 Formula of the invention A device for measuring the phase and frequency of a shaft of an unbalanced excitation exciter comprising a pulse position sensor of a shaft, the output of which is connected to the first inputs of the first and second matching elements, the first pulse estimator whose first input is connected to the output of the first matching element, and the trigger and the indicator, so that, in order to increase the accuracy of the device, it contains a pulse generator and a series-connected element 2I-OR-NOT, a second pulse counter and a third element nt coincidence, the output of which is connected to the second input of the first pulse counter, and the first input to the first output of the trigger, to the second input of the first coincidence element and to the first input of the 2I-OR-NOT element, the first trigger input is connected to the second output of the second pulse counter, and the second input and output are with the second input of element 2I-OR-NOT, the third and fourth inputs of which are connected to the output of the pulse position sensor shaft, the output of the pulse generator is connected with the input of the pulse position sensor shaft and the second input of the second element This match, the output of which is connected to the second input of the second pulse counter, and the indicator input is connected to the output of the first matching element. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number, cl. G 05 B 11/26, 1972.
2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 О 19/02, 1976 (прототип),.2. USSR author's certificate №, cl. G 05 O 19/02, 1976 (prototype) ,.
ii
ff
t.t.
ti t4ti t4
(ftf(ftf