Пристрій для визначення вектора дисбалансу

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 М 1/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4099634/25-28 , , (22) 1 0 . 0 6 . 8 6 (46) 0 7 . 1 1 . 8 7 . Б ю л . № 41 (71) Харьковский филиал Центрального конструкторского бюро Союзэнергоремонта (72) В.И.Цыбулько, М.Ф.Квашин, А.Е.Гордиенко и С.И.Меньшиков , . (53) 6 2 0 . 1 . 0 5 : 5 3 1 . 3 8 2 ( 0 8 8 . 8 ) (56) Самсаев И.А. Измерение фазы сигнала от дисбаланса при наличии помех. - Сб. Теория и практика б а лансировочной техники./Под р е д . В.А.Щепетильникова, М.: Машиностроение, 1973, с . 4 4 - 5 1 . Авторское свидетельство СССР * 1193474, к л . G 01 М 1/22, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕКТОРА ДИСБАЛАНСА (57) Изобретение относится к б а л а н - . сировочной технике. Целью и з о б р е т е ния является повышение точности за счет повышения чувствительности у с т ройства к выделению вектора дисбаланс а . Сигнал с датчика 2 вибрации п р о ходит через синхронный детектор 3, связанный с источником 7 опорных напряжений, на у к а з а т е л ь величины д и с баланса. Емкость счетчика 14 импуль^ сов определяет количество ступеней аппроксимации опорных напряжений. Фаза измеряемого сигнала определяется в схеме 17 измерения фазы, с в я з а н ной с датчиком 6 метки и источником 7 опорных напряжений. I з . п . ф-лы. 2 ил. С ел о Фиг.! і з sos Изобретение относится к балансичика 14 импульсов, и индикатора 20 фа зы. ровочной технике и может быгь использовано для определения вектора дисУмножитель 8 частоты импульсов с переменным коэффициентом умножения баланса ротора, например турбомашины. может быть выполнен в виде последоЦель изобретения - повышение точвательно соединенных кварцевого генености за счет повышения чувствительратора 2 1 , делителя 22 частоты, схености устройства к выделению вектора мы 23 синхронизации, выход которой дисбаланса путем формирования опорных напряжений (синусного и косинус- 10 представляет собой выход умножителя 8 частоты импульсов, и счетчика 24 ного) от метки на роторе и управлеумножителя, последовательно соединенния изменением коэффициента умноженых второй схемы 25 синхронизации, ния частоты импульсов, формирующих первый вход которой соединен с выхоопорные напряжения. дом делителя 22 частоты, а второй На фиг.1 представлена структур15 представляет собой первый вход умноная схема устройства; на фиг.2 жителя 8 частоты импульсов, схемы 26 структурная схема умножителя частозадержки, двоичного счетчика 27, схеты импульсов с переменным коэффицимы 28 памяти, второй вход которой ентом умножения. соединен с входом схемы 26 задержки, 20 и схемы 29 сравнения, второй вход Устройство для определения вектокоторой соединен с выходом счетчика ра дисбаланса ротора 1 содержит пос24 умножителя, и управляемого делиледовательно соединенные датчик 2 теля 30 частоты, вход которого соедисбаланса и синхронный детектор 3, динен со вторым выходом делителя 22 выполненный в виде последовательно 25 частоты, управляющие входы - с выхосоединенных перемножителя 4 и интегдами компараторов 11-13, а выход ратора 5 синфазной компоненты, датс вторым входом двоичного счетчичик 6 метки, источник 7 опорного ка 27. напряжения, выполненный в виде умножителя 8 частоты импульсов, последовательно соединенных второго перемножителя 9, вход которого соединен с выходом датчика 2 дисбаланса, и интегратора 10 квадратурной компоненты, соединенных с его выходом компаратора 1 1 , компаратора 12 плюса и компаратора 13 минуса, выходы которых соединены с соответствующими входами умножителя 8 частоты импульсов, счетчик 14 импульсов и соединенных с его информационным выходом формирователей 15 и 16 синусоидального и косину соидального опорных напряжений, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и второго перемножителей 4 и 9, и схему 17 измерения фазы, выполненную в виде последовательно соединенных триггера 18, первый вход которого связан с соединенными между собой выходом датчика 6 метки, входом умножителя 8 частоты импульсов и вторыми входами интеграторов 5 и 10 синфазной и квадратурной компонент, а второй - с выходом перекоса счетчика 14 импульсов, второго счетчика 19 импульсов, второй вход которого соединен с выходом умножителя 8 частоты импульсов и входом первого счет Устройство работает следующим образом. Датчик 6 метки формирует импульсы от метки, которые поступают на вход умножителя 8 частоты. На выходе умножителя 8 частоты формируется пос35 ледовательность импульсов с частотой, необходимой для формирования, например методом ступенчатой аппроксимации опорных сигналов. Эта последовательность импульсов поступает на счетчик 14 импульсов, емкость которого равна, например числу ступеней аппроксимации опорных сигналов. Информационные выходы счетчика 14 импульсов управляют формирователем 15 синусоидального и формирователем 16 косинусоидального опорных напряжений. Сформированные синусоидальные и косинусоидальные опорные напряжения с формирователей 15 и 16 соответ50 ственно поступают на соответствующий вход перемножителей 4 и 9. На другие входы перемнолсителей 4 и 9 с датчика 2 дисбаланса поступает сигнал вибрации ротора 1. С выходов перемножите55 лей 4 и 9 сигналы поступают на входы интеграторов 5 и 10 синфазной и квадратурной составляющих, на другие входы которых поступает сигнал от дат 30 J ' It чика б метки. На выходах интегратоваппч этих импульсов f = К , /Т , _ f\bix о В* ров 5 и 10 формируется соответственно синфазная и квадратурная компоненТакиг образом, от сигналов компаты сигнала дисбаланса. Сигнал квадрараторов 12 и 13, поступающих на вхотурной компоненты с выхода интегратоды делителя 30 частоты, коэффициент умножения умножителя 8 устанавливаетра 10 подается на входы компараторов ся больше или меньше емкости счетчи11-13 нуля", плюса и минуса, которые ка 14 импульсов, в свою очередь опревыдают единичные сигналы в зависимосделяющего число ступеней аппроксимати от величины и знака квадратурной 10 ции опорных напряжений до тех пор, компоненты. С выходов компараторов пока квадратурная компонента с выхо11-13 сигналы подаются на управляюда интегратора 10 не станет равной щие входы умножителя 8 частоты с пенулю, и тогда компаратор 11 устаноременным коэффициентом умножения. На вит коэффициент умножения умножителя вход умножителя 8 частоты (фиг.2) с 15 8 частоты, равным емкости счетчика датчика 6 метки поступает импульсный 14 импульсов. В этот момент сигнал сигнал с частотой fft, , который после на выходе интегратора 5 синфазной синхронизации в схеме 25 с частотой компоненты максимален и пропорционаfc через схему 26 задержки поступает 1 лен величине вектора дисбаланса. на вход "Сброс' управляемого счетчи20 ка 27, на счетный вход которого посФаза вектора дисбаланса измеряеттупают импульсы с выхода делителя 30 ся схемой 17 измерения фазы, на вход частоты с частотой следованияf /Кд. триггера 18 приходят сигналы с д а т - , ^ on о чика 6 метки, открывающие временные Накопленное в течение времени периоворота второго счетчика 19 импульсов да Т Б Х = l/fey число импульсов N i 6 ( с выхода триггера 18, а на другой с управляющего счетчика 27 поступает установочный вход триггера 18 постув виде разрядного двоичного кода на пают импульсы счетчика 14 импульсов. вход схемы 28 памяти и по переднему За сформированный временной интервал фронту сигнала с частотой f e x запив счетчик 19 импульсов засчитывается 30 сывается в схеме 28 памяти. Этим же число импульсов с выхода умножителя сигналом, задержанным в схеме 26 за8 частоты, пропорциональное фазе векдержки, сбрасывается в ноль счетчик тора дисбаланса. Это число выводится 27, и последний начинает вновь накапна схему 20 индикации. ливать поступающие на его вход имПреимуществом предлагаемого у с т пульсы (измерять следующий период 35 ройства является повышение чувствиТ,„). Таким образом, с выхода схемы тельности благодаря введению умножи28 памяти на вход схемы 29 сравнетеля частоты с переменным коэффициния поступает разрядный двоичный ентом умножения, а также возможность код числа N r 6 x , пропорциональный длиосуществления гармонического анализа тельности периода T gx умножаемой 40 составляющих вибрации независимо от частоты (И ТБХ = Т„ fon /К э ) . На Т Ил соотношения с измерением величины вход счетчика 24 умножителя постуи фазы этих составляющих при управлепают импульсы с частотой fon и накапнии значением коэффициента деления ливаемое в нем число N в двоичном делителя с переменным коэффициентом коде поступает на другой вход схемы 45 деления, производимым вычислительной 29 сравнения, на выходе которого при машиной или оператором. достижении числом N величины числа Кроме того, может быть повышена N T 6 K вырабатывается сигнал логичесточность измерения за счет выполнекая " 1 " , поступающий на схему 23 ния устройства полностью цифровым. синхронизации. С приходом этих им50 пульсов на выходе схемы 23 синхронизации появляются импульсы ftbt!( , сбраФ о р м у л а и з о б р е т е н и я сывающие счетчик 24 умножителя в начальное состояние, и последний начи1. Устройство для определения нает опять считать импульсы fon , посвектора дисбаланса, содержащее поступающие на его вход. Каждому сбросу ледовательно соединенные датчик вибв ноль счетчика 24 умножителя соотрации, перемножитель и интегратор ветствует выдача одного импульса на синфазной компоненты, выход которого умножитель 8 частоты. Частота следопредназначен для соединения с указа 5 6 13505 13 телем величины дисбаланса, умноживходы которых связаны с соединенными тель частоты импульсов, последовамежду собой входом компаратора и вытельно соединенные второй перемножиходом второго перемножителя, умножитель, вход которого соединен с выхотель частоты импульсов выполнен с дом датчика дисбаланса, и интегратор переменным коэффициентом умножения, квадратурной компоненты, формироваего первый вход соединен с выходом тели синусоидального и косинусоидальдатчика метки и вторыми входами обоного опорных напряжений, выходы коих интеграторов, второй, третий и торых соединены с вторыми входами ^Q четвертый - с выходами соответствуюсоответствующих перемножителей, комщих компараторов, а выход - с входом паратор и последовательно соединенсчетчика импульсов и третьим входом ные датчик метки и схему измерения схемы измерения фазы. фазы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 2. Устройство по п . 1 , о т л и что, с целью повышения точности за ч а ю щ е е с я тем, что схема изме15 счет повышения чувствительности, оно рения фазы выполнена в виде последоснабжено счетчиком импульсов, инфорвательно соединенных триггера, входы мационный выход которого соединен с которого представляют собой первый входами формирователей синусоидальнои второй входы схемы измерения фазы, го и косинусоидального опорных напря- 2 Q второго счетчика импульсов, второй жений, а выход переноса - с вторым вход которого представляет собой тревходом схемы измерения фазы, компаратий вход схемы измерения фазы, и интором плюса и компаратором минуса, дикатора фазы. Фті Редактор С.Патрушева Заказ 5277/41 Составитель ІО.Круглов Техред Л,Олийнык Корректор Г.Решетник Тираж 776 Подписное В И Л Государственного комитета СССР Н КИ по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4