измерительное устройство к балансировочному станку

Формула изобретения

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ, содержащее два идентичных канала измерения, каждый из которых включает соединенные кодоуправляемые усилитель и аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, соединенные датчик оборотов и блок управления, выход которого соединен с вторыми входами аналого-цифровых преобразователей, датчик меток и соединенные с ним и с вторым входом блока управления измеритель периода, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и функциональных возможностей, оно снабжено последовательно соединенным счетчиком адресов, вход которого соединен с выходом блока управления, буферной оперативной памятью, второй вход которой соединен с выходом измерителя периода, а третий и четвертый - с выходами аналого-цифровых преобразователей, и интерфейсным блоком, первый выход которого соединен с шиной обмена данных микропроцессора, а второй - с управляющими входами кодоуправляемых усилителей, и соединенными элементом И, входы которого соединены с вторыми выходами аналого-цифровых преобразователей, а выход - с пятым входом буферной оперативной памяти, и элементом задержки, выход которого соединен с вторым входом интерфейсного блока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано при создании измерительных устройств к балансировочным станкам и комплектам.

Цель изобретения расширение частотного диапазона функциональных возможностей устройства.

На чертеже представлена структурная схема измерительного устройства к балансировочному станку.

Измерительное устройство к балансировочному станку содержит два идентичных измерительных канала 1 и 2, каждый из которых включает кодоуправляемый усилитель 3 и последовательно соединенный с ним аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, датчик 5 оборотов, датчик 6 меток, первый из которых оптически связан с меткой угла, нанесенной на балансируемом роторе, а второй с метками, равномерно нанесенными по окружности ротора и делящими один период вращения ротора на заданное число К фазовых меток. Датчики 5 оборотов и 6 меток соединены с соответствующими входами блока 7 управления, измерителя 8 периода и микропроцессора 9, причем вход измерителя 8 периода соединен с выходом датчика 6 меток, а выход блока 7 управления соединен со вторыми входами АЦП 4 каждого измерительного канала 1 и 2, а третий вход блока 7 управления является установочным. Кроме того, в устройство включены последовательно соединенные счетчик 10 адресов, буферная оперативная память (БОП) 11, интерфейсный блок 12, а также

последовательно соединенные элемент И 13 и элемент 14 задержки, причем выход измерителя 8 периода подключен ко второму входу БОП 11, третий и четвертый входы которого соединены с первыми входами АЦП 4 соответственно первого 1 и второго 2 измерительных каналов, вторые входы которых через элемент И 13 соединены с пятым входом БОП 11, выход элемента 14 задержки подключен ко второму входу интерфейсного блока 12, соединенного с шиной ввода-вывода микропроцессора 9, а выход подключен ко входам кодоуправляемых усилителей 3 каждого измерительного канала 1 и 2. Кроме того, через интерфейсный блок 12 устройство может быть подключено к терминалу или сторонней ЭВМ (на чертеже не показаны) для наращивания вычислительной мощности.

Устройство работает следующим образом.

При вращении балансируемого ротора сигналы дисбалансов по двум измерительным каналам 1 и 2 подают через кодоуправляемые усилители 3, осуществляющие линейную предварительную обработку сигналов и их нормирование, на первые входы АЦП 4, на вторые входы которых поступают запускающие импульсы с блока 7 управления, которые определяют моменты отсчетов сигналов дисбалансов. Запускающие импульсы формируются в блоке 7 управления по синхронизирующим сигналам датчика 5 оборотов и датчика 6 меток таким образом, чтобы за один оборот ротора число отсчетов сигналов, а также моменты взятия этих отсчетов в АЦП 4 были соответственно равны количеству импульсов от датчика 6 меток и жестко синхронизированы с временем прихода этих импульсов; первый отсчет определялся импульсом с датчика 5 оборотов, а общее число оборотов ротора, необходимое для усреднения результатов, и, соответственно, общее число отсчетов задается балансировщиком по

третьему входу блока 7 управления. Одновременно по сигналам датчика 6 меток измеритель периода 8 измеряет мгновенную частоту вращения ротора за доли оборота между соседними отсчетами дисбалансов и выдает эту информацию в БОП 11. При наличии сигналов готовности на обоих АЦП 4 схема И 13 вырабатывает сигнал для записи информации о дисбалансах в БОП 11; этот же сигнал через элемент 14 задержки и интерфейсный блок 12 поступает на микропроцессор 9, извещая его о том, что к этому моменту времени в БОП 11 записаны и подготовлены к обработке сведения о мгновенной частоте вращения ротора в исследуемую долю оборота и цифровые коды сигналов дисбалансов с АЦП 4 двух каналов измерения 1 и 2. Такая же информация записывается в БОП 11 при каждом отсчете в тот номер ячейки, который задается счетчиком 10 адресов. Дополнительной синхронизации сигналов управления не требуется, так как запись в БОП 11 осуществляется импульсами элемента И 13, которые вырабатываются

только тогда, когда готова информация в обоих АЦП 4. К этому времени данные о мгновенной частоте вращения ротора подготовлены блоком 8 измерения периода к записи в БОП 11; длительности же переходных процессов счетчика 10 адресов много меньше цикла преобразования АЦП 4. Емкость БОП 11 выбирается достаточной для записи полной информации о динамике ротора и его неуравновешенности, содержащейся в К оборотах ротора. Длительность реализации для записи (число К) может быть различна в зависимости от конструктивных особенностей ротора и требований технических условий на его балансировку. Быстродействие БОП 11 обеспечивает возможность обращения к памяти на максимальных частотах балансировки при максимальном числе отсчетов за один оборот.

После записи всей информации за заданное балансировщиком число оборотов ротора, он может быть остановлен, а данные передаются в микропроцессор 9, где их анализируют и определяют параметры дисбалансов, а также дополнительные сведения о динамике ротора и его неуравновешенности, например, проводят спектральный анализ, статистическую обработку и т.п.

Таким образом, за счет разделения процессов сбора и обработки информации обеспечивается расширение частотного диапазона устройства в сторону верхних частот. Программа для указанного анализа, управления работой устройства в составе балансировочного станка, а также тесты для контроля исправности устройства, монитор, обеспечивающий возможность управления устройством с терминала и т. п. записываются в постоянную память микропроцессора 9. Для этой цели удобно также использовать в составе микропроцессора 9 стираемые программируемые ПЗУ, допускающие повторную запись после стирания прежнего постоянного содержимого ультрафиолетовым облучением. Микропроцессор 9 может быть также через интерфейсный блок 12 соединен с ЭВМ большой производительности.