Стробоскопический способ определения скорости вращения вала и строботахометр для его осуществления

 

Изобретение-относится к измерительной технике и можетбыть испол.ьзовано-для измерения параметров вращения вала. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение информативности. В момент прохождения валом 2 нулевого углового положения оптическая метка 11 находится напротив нулевого значения шкалы 10. В это время происходит генерация паузы t, между вспышками света определенной длительности. За время t:0 неосвещенная метка повернется на угол , где СО - угловая скорость вращения вала. Измеряя дли- . ну дуги неосвещенного участка, можно опреда хитъ скорость вращения вала, а по положению этой дуги относительно нулевого положения вала - направление вращения. 2 с.п. ф-лы, . ил.

к. ая л атз ю ч мй Жлзтж:Мглой= л" ызаг смтл ътсо..

3 (21;: 4693569/10 (22) 10.03.89 (Д6) 29.02,92. В>юл. 1 .- Я (7 i ) . Пермский госуцар с; âåíiiûé .Университет им. A.È.Ãîðüêîão (72) Г,A.Íoçêíüêîâ (53) 531.776(008.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р,1631437, кл. C, 01 Р 3/ j0„1909. (54) СТРОБОСКОПИ 1ЕС1Д10 СЛОСОВ> ОПРЕДЕЛЕ. 11И СКОРОСТИ БРАПЕ11ИЯ BAII. -I. П СТРОli0".ЛХО1. ЕТ1> ДДД ЕГО ОСУ 1ЕСТВ>ПЕНИ,". (5! ) Изобретение -отпосится к измери- тельной технике и может. бь*ть использо- вано для измерения параметров вращения вала, Целью изобретения является расширение Ьуькциональных возможностей и повышение информативности. В момент прохождения валом 2 нулевого угловс o TloJIo>KeHHH QIITHvecKGH метка

11 находится напротив нулевого значения ш:,.алы 10. В зто время происходит

rенерад я паузы I:> между вспышками света оп.еделепной длительности. За время .„ неосвещенная метка повернется на угол (Яс„, где Я вЂ” угловая скорость вращения вала. Измеряя дли- . ну дуги íеосве:бренного участка, можно определить скорость вращения вала. а по положе ",ию этой цуги относительно нулевого псложения вала — направле/. ние враще>пАя, 2 с.п. (>-лы,,". ил.

1716451

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров вращения.

Целью изобретения является расши5 рение функциональных воэможностей и повышение информативности.

На фиг. 1 приведена схема строботахометра; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Строботахометр содерямт датчик 1 нупевого углового положения вала 2, воздействующий на датчик 1, элемент 3, расположенный на боковой повегхности вала 2, компаратор 4, управля:.Мый формирователь 5 синхроимпульса, hopмирователь 6 импульсов (длительности с, паузы между,вспышками), блок 7 счетчика импульсов, в состав которого входят регистр, дешифратор H цифрОвой 20 индикатор, блок 8 управления импульсным Осветителем 9,, круговую шкалу 10 и оптическую метку 11. Выход датчи— ка 1 соединен с входом коипаратора 4, выход компаратора 4 соединен с входом l5 запуска формирователя 5 и счетным вхо— дом С счетчийа 7, выход формирователя

5 соединен с входом формирователя 6 и с входом Р сброса счетчика па О, выход формирователя 6 соепинен с вхо- З0 дом D управления формирователя 5, входом V управления счетчиком " и входом блока 8, выход которого соединен с входом импульсного осветителя 9, освещающего метку 11. I:руговая шкала 10 размещена концентрично в плоскости торца вала. В строботахометре датчик установлен с возможностью совпаде— ния генерирования сннхроимпульса с моментом прохождения валом нулевого 10 положения, за которое принято угловое положение нулевого деления круговой шкалы и нулевое угловое положение on тической метки 11. Для определенности при описании работы полагаем, что 15 в стрвботахометре (фиг. 1) блок 7 счетчика имеет следующую логику управления: по входу С инфопмация заносится в счетчик положительным фрОнтОм входного сигнала; счет разрешен при нулевом сигнале на входе V; запись данных в регистр происходит по полсжительному фронту сигнала на входе V; сброс счетчика осупествляется нулевым сигналом по вхОду R ° 8 исхОдном сОстО янин, когда вал находится в покое и его угловое положение не совпадает с нулевым .выходные сигналы всех узлов и блоков остаются неизменными> причем на выходе датчика 1 и компаратора 4 сигналы нулевые, а на выходах остальных узлов и блоков (5>6,8 и 9) единичные (AHI", 2, момент времени с < ) .

Способ реализуется следующим образом.

При вращении вала 2, когда элемент

3 проходит в рабочей зоне датчика 1 вал 2 в этот момент проходит нулевое угловое положение — на выходе датчи— ка 2 генерируется узкий импульс Ug треугольной формы. В результате на выходе компаратора 4 генерируется прямоугольный импульс. Поскольку на управляюций вход V счетчика 7 подано запрещающее епиничное напряжение с выхода формирователя 6, то состояние счетчика не изменится при поступлении на его вход С импульса с компаратора 4. Передним фронтом Н импульса запускается формирователь 5, так как на его управляющий D вход подано единичное U< — разрешающее — напряжение с выхода формирователя 6. Синхроимпульсом с выхода формирователя 5 сбрасывается в нулевое состояние счетчик

7 и запускается формирователь 6. На его выходе генерируется импульс Ug отрицательной полярности длительностью с . При этом выходное напряжение блока 8 переключается с единичного на нулевое и прекрацается генераци вспышки осветителем 9 на время I. в результате чего начинает форми-. роваться неосвещенный участок стробоскопической картины на торце вала — дуга (сектор), начало которой совпадает с нулевым делением шкалы 10.

На вход 7 счетчика 7 и управляющий вход формирователя 5 с выхода блока

6 подает=я. нулевое напряжение — для счетчика 7 оно разрешающее, а для формирователя 5 оно запрещающее. Если скорость д вращения. вала 2 меньше расчстного значения Я„, то за время с вал 2 повернется .На угол g(27, т.е. Он не проццет следующего нулевого пол "жения. Так как с датчика 1 не поступит сигнал, то состояние счетчика останется нулевым. Ло окончании генерирования импульса Аормировате лем 6 положительным фронтом сигнала на входе V счетчика 7 нулевое состоя" ние счетчика запишется в регистр и будет инпицироваться индикатором — 11=-0, На входе V счетчика устанавливается

1 716451 запрецаЬций сигнал. Единичный сигнал с выхоца формирователя 6 усиливается по могяостк блоком О H подается на питани = ось ет.. теля 9, который включается и начинается формирование ос5 вещенной д?ги (сектора) стробоскопической картины. При дальнейшем вращении вала, когда он сделает полный оборот, <",эомирование освещенной дугй (сектора) заканчивается, заканчивается.и ормирование стр збоскопичес-. кой картины. Ее неосвещенная часть расположена от нулевого деления шкалы в сторону по направлению враце- 15

I ния вала и имеет угловой размер(-Яс„, соответствуюций скорости вращения: (о

И =R =- - п.

Q 2Т

Когда вал, cpелав IIO Hb É oборот, IIO . вторно проходит нулевое угловое положение, снова срабатывает датчик 1 и компаратор 4, так как на входе V счетчика 7 еще сохраняется единичное запрецаюцее напряжение, нулевое сос- 25 тояние счетчика сохраняется, а формирователь 5 запускается и запускает формирователь 6 — начинается повторное формирование неосвещенного участка стообоскопической картины, на 30 входе V счетчика 7 устанавливается разрешающее нупевое (с выхода формиI рователя 6) напряжение, этим же напряжени ем бл окирует с я р а бота ф ормирователя 5. Предположим, что " это- го момента скорость вращения вала возросла и превысила значение С0

На йиг. 2б показан случай, когда скорость Ы вращения вала такова, что за время сс вал делает более трех (но менее четырех) .оборотов. Так как при этом трижды срабатывает датчик 1 и компаратор 4, то в счетчик 7 заносится число 3 т.е. п=З. Формирователь 5 не запускается, а формирователь б про-45 должает генерировать отрицательный импульс длительнбстью т.с, генерация которого заканчивается на четвертом обороте вала. Выходное напряжение формирователя 6 скачком изменяется от ну50 левого значения до единичного, в результате данные счетчика n=3 записываются в регистр блока 7 с счетчика и число 3 индицируется индикатором;. включается осветитель 9, который остается включенным, как и обычно, до

55 момента прохождения валом нулевого углового положения. В результате. и при g? УО ока зывае-.ся сформирована неосвеценная дуга (сектор) стробоскопической картины с угловым размером С, равным части (и+1)-ro оборота вала, в данном примере четвертого„хотя фактически неосвещаемая оптическая метка повернулась

1 на угол

=2пп+ g за время с . Таким образом, скорость вращения вала можно посчитать

2и Ч вЂ” — — — Й>+ с

По положению неосвеценной дуги относительно нулевого положения вала определяют направление вращения.

Ф о р мул а и з о бр е т е н и я

1. Стробоскопический способ определения скорости вращения вала, заключаюцийся в засветке оптической метки, нанесенной на торец вала, последовательностью световых вспышек и измерении количества целых оборотов и вала, за известный временной интервал t

О о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения информативности, измеряют временной интервал с,, говоротп вала на (и+1) целый оборот, синхронизируют начала отсчетов интервалов с и c„+ с моментом прохождения валои своего нулевого положения, а засветку оптической метки проводят световыми вспышками дли- " тельностью с, равной - пи с и частотой с< следования, равной

f (=-f.g,/(и+1 ., где f p — частота вра1;ения вала, при этом скорость вращения И вала определяют из соотиошения

/u f

63 =-? on/up+(P /г.„ где Ч вЂ” угловой размер неосвеценной . цуги неподвижной стробоскопической картины, получаемой на торце вала, а направление вращения определяют по положению неподвижной стробоскопической картины относительно нулевого положения вала.

2. Строботахометр .для определения скорости вращения вала, содержащий оптическую метку, нанесенную на торец вала, и последовательно соединенные блок уПравления и импульсный освети1716451

Составитель И.Власов

Техред А.Кравчу.< Корректор А.Обручар

Редактор О.Спесивых

Заказ 610 подписное Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениями" и открытиям при ГКНТ СССР

J .

1 1 3)035 „. Иосква, М(-35, Раушская наб,, д, 4, 5

Производственно-издательский комбина- "Патент",, г. ужгород, ул. Гагарина, 101 тель, а также счетчик импульсов, о тл и ч а ю ц и и с я тем, что он дополнительно содержит датчик нулевого углового положения вала, компаратор, формирователь синхроимпульса и оАормирователь длительности импульса, при этом выход датчика нулевого углового положения соединен с входом компаратора, выход которого подключен к входу 10 запуска формирователя синхроимпульса и счетному входу счетчика импульсов, выход- формирователя синхроимпульса соединен с входом сброса счетчика на ноль и выходом формирователя длительности импульса, выход которого подключен к входу управления формирователя синхроимпульса, входу разрешения счета счетчика импульсов и входу блока управления осветителя, причем у торца вала расположена круговая отсчетная шкала .