Способ определения скорости вращения вала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вращательного движения . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение информативности. С помощью датчика 2 регистрации нулевого положения вала 1, отражающей риски 3, компаратора 4, делителя 5 частоты и формирователя 6 синхроимпульса осуществляется синхронизация начала последовательности световых импульсов, генерируемых импульсным осветителем 9, и нулевого углового положения круговой шкалы 10 и вала 1. Формирователем 7 и блоком 8 управления формируется частота fi и длительность импульсов света, соответственно равные fi fb/m и t акс/ Ммакс, где fb - скорость вращения вала; m 1.2,3...; ft) макс - верхний предел измеряемых скоростей вращения вала; рмакс - угловой размер дуги получаемой стробоскопической картины. При этом засветка оптической метки 11 начинается в момент прохождения валом 1 нулевого положения шкалы 10 и продолжается в течение времени, за которое метка 11, вращаясь со скоростью со, повернется на угол р (о t ft) ОДчакс . В результате высвечивается видимый сектор (дуга), угловой размер р, которой пропорционален скорости вращения а вала 1. Этот сектор расположен в сторону от нулевого деления шкалы по направлению вращения вала. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 5 G 01 P 3/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690662/10 (22) 10.03.89 (46) 23.12,91. Бюл. М 47 (71) Пермский государственный университет им. А.М.Горького (72) Г.А. Новиньков (53) 531.776(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1631437, кл. G 01 P 3/40, 1989. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

ВРАЩЕНИЯ ВАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вращательного движения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение информативности. С помощью датчика 2 регистрации нулевого положения вала 1, отражающей риски 3, компаратора 4, делителя 5 частоты и формирователя 6 синхроимпульса осуществляется синхронизация начала последовательности световых импульсов, генерируемых импульсным осИзобретение относится к измерительной технике, в частности к стробоскопической тахометрии, и может быть использовано для измерения параметров вращения вала.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение информативности.

На чертеже представлен вариант осуществления способа.

Устройство содержит установленный с возможностью перемещения по дуге вокруг Ы,, 1700482 А1 ветителем 9, и нулевого углового положения круговой шкалы 10 и вала 1. Формирователем 7 и блоком 8 управления формируется частота f1 и длительность импульсов света, соответственно равные fq = fb/m и t =

=фЪакс/ Вмакс, ГдЕ fb — СКОрОСтЬ ВращЕНИя вала; m = 1.2,3...; сс!макс — верхний приодел измеряемых скоростей вращения вала; фмакс — угловой размер дуги получаемой стробоскопической картины. При этом засветка оптической метки 11 начинается в момент прохождения валом 1 нулевого положения шкалы 10 и продолжается в течение времени, за которое метка 11, вращаясь со скоростью в, повернется на угол у =cut =в - " . В результате высОмакс свечивается видимый сектор (дуга), угловой размер р, которой пропорционален скорости вращения в вала 1. Этот сектор распо-. ложен в сторону от нулевого деления шкалы по направлению вращения вала. 1 ил. вала 1 датчик 2 для регистрации нулевого

ОО углового положения вала 1 с отражающей риской 3, компаратор 4, делитель 5 частоты с коэффициентом деления m, формирователь 6 синхроимпульса, формирователь 7 длительности t световой вспышки, блок 8 управления импульсным осветителем, импульсный осветитель 9, круговую шкалу 10 и оптическую метку 11. Все электрические узлы соединены последовательно. В устройстве, с помощью которого осуществляется способ, датчик 2 устанавливается с возможностью перемещения по дуге вокруг вала 1.

Устройство работает следующим образом

В исходном состоянии, когда вал 1 не вращается, напряжение на выходе датчика

2 не изменяется, поэтому на выходах компаратора 4 и делителя 5 частоты выходные сигналы также не изменяются и могут иметь как нулевые, так и единичные значения. На выходах всех остальных узлов и блоков 6 — 9 выходные напряжения равны нулю. Для определенностии предположим, что в исходном состоянии вал 1 занимает такое угловое положение, что выходное напряжение датчика 2 ниже уровня срабатывания компаратора 4 и его выходное напряжение равно нулю, делитель 5 частоты, представляющий при К = m = 2 Т-триггер, находится в обнуленном состоянии. его выходное напряжение соответствует единичному значению, 20 рабочим входным сигналом для делителя 5 частоты является положительный перепад напряжения S. Формирователь 6, представляющий собой ждущий мультивибратор, запускается также только положительным перепадом напряжения на его входе.

При вращении вала 1, когда его угловое положение приближается к нулевому, отражающая риска 3 входит в рабочую зонудатчика 2, и напряжение на его выходе начинает нарастать. В момент, когда вал 1 займет нулевое угловое положение, напряжение на выходе датчика 2 достигнет уровня переключения компаратора 4. Выходное напряжение компаратора скачком. изменится от нулевого значения до единичного, а делитель 5 частоты, в данном случае Т-триггера, изменит свое состояние и на его выходе установится нулевой сигнал. При этом формирователь 6 синхроимпульса не запу40 скается, состояние узлов и блоков 7 — 9 не изменяется и вспышка не генерируется.

При дальнейшем вращении вала напряжеприводит к переключению компаратора 4 в исходное состояние, а затем, когда отражающая риска 3 снова входит в рабочую зону датчика 2, напряжение на em выходе нарастает и, как только достигнет уровня срабатывания компаратора 4, выходное напряжение последнего скачками изменяется от О до единичного значения, что приводит к переключению делителя 5 частоты. В результате выходное напряжение делителя 5 скачком изменяется от О до единичного значения, Этим положительным перепадом напряжения запускается формирователь

6 синхроимпульса, которым в свою очередь запускается формирователь 7 длительности световой вспышки, На выходе ниена выходедатчика2 сначала г;:адает, что формирователя 7 генерируется электрический импульс расчетной длительности Рмакс

О макс где в — верхний предел измеряемых угловых скоростей; Ъакс — угловой размер дуги стробоскопической картины, соответствующий скорости СОмакс.

Далее этот электрический импульс без изменения длительности усиливается по мощности блоком 8 и подается на импульсный осветитель S, который генерирует световую вспышку длительностью t. Т.к. начало генерации вспышки совпадает с моментом прохождения валом 1 нулевого углового положения, то высвечивание оптической метки 11 начинается в тот момент, когда она находится напротив нулевого деления шкзлы 10. Засветка метки продолжается в течение времени t, за которое метка 11, вращающаяся со скоростью в, повернется на угол

p= t= "

®макс

В результате высвечивается видимый сектор (дуга), угловой размер р пропорционален скорости вращения а вала 1 и расположен этот сектор в сторону от нулевого деления шкалы по направлению вращения вала. При следующем прохождении валом, нулевого углового положения узлы 2, 4 и 5 срабатывают как обычно. Т.к. при этом на выходе делителя 5 частоты происходит скачок напряжения с единичного уровня до нуля, то формирователь 6 не запускается и генерации вспышки не происходит.

При следующем обороте вала происходит скачок выходного напряжения делителя

5 с нулевого уровня до единичного, что вызывает запуск формирователя 6 синхроимпульса и, в конечном итоге, генерацию световой вспышки. Таким образом, при вра-щении вала 1 генерируется одна вспышка на два оборота вала. Это позволяет увеличить протяженность шкалы до угла Ък = Ъакс = 2к . Действительно, при скорости вращения вала и айзакс за длительность вспышки t вал повернется точно на оборот, при этом момент окончания генерации электрического импульса формирователем 7 совпадает с моментом скачка напряжения от нулевого уровня на единичный на выходе компаратора 4. При отсутствии делителя 5 частоты это привело бы к сбою в работе формирователя 7 из-за отсутствия времени ча восстановление своего исходного состояния и готовности к повторному запуску, При включении же делителя 5 момент окон1700482

Составитель Ю, Власов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор М. Демчик

Редактор T. Куркова

Заказ 4464 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 чания генерации импульса формирователем

7 отделен от момента поступления следующего синхроимпульса на вход формирователя 7 временем, за которое вал 1 делает один оборот.

Формула изобретения

Способ определения скорости вращения вала 1ь„заключающийся в освещении нанесенной на торец вала метки последовательностью импульсов света регулируемой частоты и фиксации получаемой неподвижной стробоскопической картины, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения информативности, синхронизируют начало освещения метки последовательностью импульсов света с моментом прохождения валом своего нулевого углового положения, а длительность t и частоту f> импульсов све5 та задают соответственно из соотношений

? = ф макс /ммакс и = fb/m. где а)макс верхний предел измеряемых угловых скоростей, а àêñ угловой размер дуги получаемой стробоскопической кар10 тины, m = 1,2,3„., при этом скорость и направление вращения вала определяют по длине и положению дуги стробоскопической картины.