SU757983A1 - Shaft rotation parameter measuring device - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения скорости вращения и времени выбега,например, роторов авиационных двигателей, турбин и других машин при испытаниях в процессе их изготовления и ремонта.The invention relates to measuring technique and can be used to automatically measure the speed of rotation and time of run-out, for example, rotors of aircraft engines, turbines and other machines during testing in the process of their manufacture and repair.

Известно устройство для измерения скорости вращения с частотным датчи- Ю ком оборотов [1] . Однако оно не обеспечивает измерения других параметров вращения и представления результатов в цифровой форме.A device is known for measuring rotation speed with a frequency sensor of revolutions [1]. However, it does not provide measurements of other parameters of rotation and presentation of the results in digital form.

Известно также устройство для изме(5 рения скорости вращения, в котором фиксируется момент окончания торможения, содержащее частотный датчик оборотов и генератор опорной частоты, соединенные с блоком автоматйческого 20 измерения скорости вращения и блоком фиксации момента остановки вала, средства фиксации момента начала торможения и блок индикации со счетчиком импульсов [2(] . 25A device for measuring rotation speed is also known, in which a braking end moment is recorded, comprising a speed sensor and a reference frequency generator connected to an automatic rotational speed measurement unit 20 and a shaft stop torque fixing unit, a brake start moment fixing means and an indication unit with pulse counter [2 (]. 25

Данное устройство не.позволяет измерять такой важный технический параметр турбореактивных двигателей, турбин и других машин, как время выбегаинтервал времени от любого заданного 30 числа оборотов при самопроизвольном торможении до полной остановки.This device does not allow the measurement of such an important technical parameter of turbojet engines, turbines and other machines as the run-down time interval from any given 30 number of revolutions during spontaneous braking to a complete stop.

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей эа счет автоматизации измерения времени выбега от любого заданного числа оборотов при самопроизволь ном торможении.The aim of the present invention is to expand the functionality of ea by automating the measurement of the coasting time from any given number of revolutions during spontaneous braking.

Указанная цель достигается тем,что блок фиксации момента начала торможения снабжен последовательно включенными преобразователем частотЕ-.1 в напряжение, соединенным с выходом датчика оборотов, пороговым устройством, триггером и схемой совпадений, второй вход которой соединен с генератором опорной частоты, а выход связан со счетчиком импульсог, при этом инверсный выход триггера подключен ко входу блокировки блока автоматического измерения скорости вращенияThis goal is achieved by the fact that the unit for fixing the moment of start of braking is equipped with a frequency converter E-.1 in series voltage connected to the output of the speed sensor, a threshold device, a trigger and a matching circuit, the second input of which is connected to the reference frequency generator, and the output is connected to the counter pulse, while the inverse trigger output is connected to the blocking input of the automatic rotation speed measurement unit

На фиг. 1 изображена олок-схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 временные диаграммы выходных сигналов основных элементов, поясняющих работу устройства в процессе измерения скорости вращения и времени выбега.In FIG. 1 shows a circuit diagram of the proposed device; FIG. 2 time diagrams of the output signals of the main elements explaining the operation of the device in the process of measuring the speed of rotation and time of run-out.

Частотный датчик оборотов 1 жестко соединен с ротором, скорость вращения которого контролируют, выхбдом подключен к формирователю 2 стандартизованных иппульсов. Формирователь 2 выходом одновременно соединен с блоком 3 автоматического измерения скорости вращения, блоком 4 фиксации момента начала торможения (начала измерения времени выбега)и блоком 5 фиксации момента остановки вала (окончания измерения времени выбега).The frequency sensor of revolutions 1 is rigidly connected to the rotor, the rotation speed of which is controlled, the output is connected to the shaper 2 of standardized pulses. Shaper 2 is simultaneously connected to the unit 3 for automatic measurement of rotational speed, the unit 4 for fixing the moment of the start of braking (the start of measuring the run-out time) and the block 5 for fixing the moment of stopping the shaft (the end of the measurement of the time of the run-out).

. Блок 3 состоит из схемы И-НЕ 6, соединенной вторым входом с инверсным выходом триггера 7, к которому подключена схема И-НЕ 8, а выходом соединена с входом схемы И-НЕ 9. Второй вход схемы И-НЕ 9 соединен с прямым выходом триггера 10,к которому подключен второй 'вход схемы И-НЕ 8. Выходом схема И-НЕ 8 соединена с задатчиком временного интервала 11, выход которого подключен к входу. К триггера 10. Инверсный выход этого триггера соединен с входом схемы И-НЕ 12, выход которой соединен с входом схемы 13 управляющих импульсов(Запись , Сброс и Старт).Схема 13 выходом Запись через схему И 14 соединена с регистром памяти 15 блока индикации 16, выходом Сброс соединена с задатчиком временного интервала 11 и через схему И 17 с входом счетного регистра 18,выходом Стартс входом I триггера 10. Кварцевый генератор 19 опорной частоты соединен с делителем 20, один выход которого соединен с входами схем И-НЕ 8 и 12,, а вторым - с входами блоков 4 и 5.. Block 3 consists of an AND-NOT circuit 6 connected by a second input with an inverse output of a trigger 7 to which an AND-NOT circuit is connected 8, and by an output connected to an input of an AND-NOT circuit 9. The second input of an AND-NOT circuit 9 is connected to a direct output trigger 10, to which the second 'input of the AND-NOT circuit is connected 8. The output of the AND-NOT circuit 8 is connected to the master of the time interval 11, the output of which is connected to the input. To trigger 10. The inverse output of this trigger is connected to the input of the AND-NOT 12 circuit, the output of which is connected to the input of the control pulse circuit 13 (Record, Reset, and Start). The output circuit 13 through the And 14 circuit is connected to the memory register 15 of the display unit 16 , output Reset is connected to the master of the time interval 11 and through the circuit And 17 with the input of the counting register 18, the output Starts input I trigger 10. The quartz oscillator 19 of the reference frequency is connected to a divider 20, one output of which is connected to the inputs of the circuits AND-NOT 8 and 12 ,, and the second - with the inputs of blocks 4 and 5.

Счетный регистр 18 блока индикации 16 входом соединен с выходом схемы 9, а выходами 1-2-4-8-каждого разряда с соответствующими входами регистра памяти 15 и далее с цифровым индикатором 21. Схема 22 задержки выходом соединена с входами блоков 3,4,5.The counting register 18 of the display unit 16 is connected to the output of circuit 9 by the outputs, and by outputs 1-2-4-8 of each category with the corresponding inputs of the memory register 15 and further to digital indicator 21. The output delay circuit 22 is connected to the inputs of blocks 3.4, 5.

Блок 4·начала измерения времени выбега состоит из преобразователя 23 частоты в напряжение, который выходом соединен с пороговым устройством 24. Выходом пороговое устройство 24 соединено с входом Т триггера 7, прямой выход которого.подключен к схеме 25 одиночного импульса и к входам схем И-НЕ 26 и 27. Выходом схема 25 соединена со схемой И 17 и вторым входом ·*(” триггера 10. Схема 26 выходом подключена к схеме 9. Блок окончания измерения времени выбега состоит из схемы И-НЕ 27, выход которой подключен к кходу Т канала триггеров 28. Прямым выходом канал триггеров 28 соединен со схемой 29 одиночного импульса, которая, в свою очередь, соединена со схемой 14, а инверсным выходом соединена со вторым входом К триггера 10 и с входом схемы 12.Block 4 · the start of measuring the run-down time consists of a frequency to voltage converter 23, which is connected to a threshold device 24 by an output. A threshold device 24 is connected to an input T of a trigger 7, the direct output of which is connected to a single pulse circuit 25 and to the inputs of the And NOT 26 and 27. The output of circuit 25 is connected to circuit And 17 and the second input · * (”of trigger 10. Scheme 26 is connected to circuit 9 by output 9. The end of run-out time measurement unit consists of circuit I-NOT 27, the output of which is connected to terminal T trigger channel 28. Direct output trigger channel Erov 28 is connected to the circuit 29 of a single pulse which, in turn, is connected to the circuit 14 and the inverted output is connected to the second input K flip-flop 10 and to the input circuit 12.

Измерение скорости вращения происходит следующим образом. При включении питания положение триггеров 10,The measurement of rotation speed is as follows. When you turn on the power, the position of the triggers 10,

27, 28 и регистров 15,18 определяется.27, 28 and registers 15.18 is determined.

потенциалами на их входах, которые могут быть неоднозначны. Поэтому в пе-. риод времени (см.фиг.2,^определяемый схемой 22 задержки, нулевой потенциал устанавливает триггеры 10, 7, последний триггер канала триггеров 28 и регистры 15 и 18 в нулевое состояние Триггер 7“прямым выходом закрывает схемы 26 и 27, а инверсным - открывает схемы 6 и 8 (на период измерения скорости вращения).Триггер 10 прямым выходом закрывает схемы 9,8,и инверсным выходом открывает схему 12.potentials at their inputs, which may be ambiguous. Therefore, in. time period (see Fig. 2, ^ determined by the delay circuit 22, the zero potential sets the triggers 10, 7, the last trigger of the trigger channel 28 and the registers 15 and 18 to the zero state Trigger 7 “closes the circuits 26 and 27 with a direct output, and with an inverse one - opens circuits 6 and 8 (for the period of measuring the rotation speed). Trigger 10 closes direct circuits 9.8, and opens the inverse output circuit 12.

Сигнал частотой , с делителя 20 через схему 12 поступает на схему 13, которая вырабатывает три последователь ных импульса (см.фиг.2,ж) сигналы Запись, Сброс,Старт . Сигнал Запись через схему 14 поступает на регистр памяти 15 и переписывает со счетного, регистра 18 его содержание, которое индуцируется цифровым индикатором 21. Сигнал Сброс устанавливает счетный регистр 18 и задатчик временного интервала 11 в нулевое состояние. Сигнал Старт переводит триггер 10 в единичное состояние(см. фиг.2,е), инверсный выход которого закрывает схему 12, а прямой - открывает схемы 9 и 8 (см.фиг.2,з). При вращении ротора частотный сигнал с датчика оборотов (фиг.2,а) поступает на формирователь 2 стандартизованных импульсов. Эти импульсы с формирователя 2 через схемы 6 и 9 поступают на счетный регистр 18, происходит счет скорости вращения. Сигнал частотой ί через схему 8 поступает на задатчик временного интервала 11, представляющий собой счетную линейку и схемы совпадения·,При достижении заданного интервала времени задатчик 11 Еыдает импульсный’сигнал (см.фиг.2,и) который устанавливает триггер 10 в нулевое состояние. Он прямым выходом закрывает схемы 9 и 8 (отсчет скорости вращения прекращается), а инверсным выходом открывает схему 12. Сигнал частотой 6 с делителя 20 поступает на схему 13, которая выдает сигналы3апись, Сброс, и Старт. Цикл измерения скорости вращения повторяется.A signal with a frequency from divider 20 through circuit 12 enters circuit 13, which generates three consecutive pulses (see Fig. 2, g), Record, Reset, and Start signals. The Write signal through the circuit 14 is fed to the memory register 15 and rewrites from the counting register 18 its contents, which is induced by the digital indicator 21. The Reset signal sets the counting register 18 and the time interval adjuster 11 to zero. The Start signal transfers trigger 10 to a single state (see Fig. 2, f), whose inverse output closes circuit 12, and the direct one opens circuit 9 and 8 (see Fig. 2, h). When the rotor rotates, the frequency signal from the speed sensor (Fig. 2, a) is supplied to the shaper 2 of standardized pulses. These pulses from the shaper 2 through the circuit 6 and 9 are fed to the counting register 18, there is a count of rotation speed. A signal with a frequency ί through circuit 8 is supplied to a time interval 11 master, which is a counting line and coincidence schemes · When a specified time interval is reached, master 11 emits a pulsed signal (see figure 2, and) which sets trigger 10 to zero. It closes circuits 9 and 8 with a direct output (the countdown of rotation speed stops), and opens circuit 12 with an inverse output. A signal with a frequency of 6 from divider 20 is fed to circuit 13, which gives signals 3 record, Reset, and Start. The rotation speed measurement cycle is repeated.

Измерение времени выбега происходит следующим образом.The measurement of the coasting time is as follows.

Импульсный сигнал с формирователя 2 поступает на преобразователь 23 частоты в напряжение по линейному закону (см.фиг.2,б). Это напряжение поступает на пороговое устройство 24, которое имеет задатчик уровня порога . срабатывания для установки любого требуемого значения начала измерения времени выбега. При уменьшении оборо,тов (выключение двигателя, турбин или другого механизма) напряжение на входе порогового устройства 24 уменьшается и как только оно сравнивается с заданным уровнем в момент на его выходе возникает нулевой потенциал (см.фиг.2,в), который устанавливает триггер 7 в единичное состояние (см. фиг.2,д). Инверсным выходом он закрывает схемы 6 и 8, а прямым выходом открывает схемы 26 и 27.The pulse signal from the shaper 2 is supplied to the frequency Converter 23 to the voltage according to a linear law (see figure 2, b). This voltage is supplied to a threshold device 24, which has a threshold level adjuster. triggering to set any desired value to start the measurement of the coasting time. When the speed decreases (turning off the engine, turbines or other mechanism), the voltage at the input of the threshold device 24 decreases and as soon as it is compared with a given level, a zero potential arises at the time of its output (see Fig. 2, c), which sets the trigger 7 to a single state (see figure 2, e). It closes circuits 6 and 8 with an inverse output, and opens circuits 26 and 27 with a direct output.

Схема 25 выдает одиночный импульс 5 (см.фиг.2,к).который устанавливает триггер 10 в единичное положение (см. фиг.2,е),а через схему 17 - счетный регистр 18 в нулевое состояние. Триггер 10 закрывает схему 12 и ,открывает схему 9. Сигнал частотой ί₀ с делителя 20 (через схекы 26 и 9 поступает на счетный регистр 18 - идет счет времени выбега¹.The circuit 25 produces a single pulse 5 (see Fig. 2, k). Which sets the trigger 10 to a single position (see Fig. 2, f), and through the circuit 17 - the counting register 18 to the zero state. Trigger 10 closes circuit 12 and opens circuit 9. A signal with a frequency of ί ₀ from divider 20 (through gate 26 and 9 it enters counting register 18 - there is a countdown time ¹⁾ .

На канал триггеров 28 поступает два сигнала. Один сигнал частотой ’’ с формирователя 2 поступает на ихоп К (см.фиг,2,л), а второй - частотой Р_ос делителя 20 (см.фиг.2,л) через схему 27 на вход Т. При ί_ε4>ί₀ ^на прямом выходе канала триг- 20 геров сигнал равен нулю. Как только Есч ~ ^го ~ ^на выходе канала триггеров сигнал меняется (см.фиг.2,м).Частота ίο выбирается близкой к частоте Е_сц к моменту практического прекраще- 25 ния вращения. Инверсный выход канала триггеров 28 закрывает схему 12-и приводит триггер 10 в нулевое состояние (см.фиг,2, е), который закрывавсхему 9 (см.фиг.2,э) (счет времени вы-}0 бега прекращается). Под воздействием потенциала прямого выхода канала триггеров 28 на выходе схемы 29 возникает одиночный импульс (см.фиг.2,и),который через схему 14 поступает на'ре- 35 гистр памяти 15. Этот сигнал перезаписывает со счетного регистра 18 значение счета, и на цифровом Индикаторе 21’появляется измеренное значение времени выбега ротора.The trigger channel 28 receives two signals. One signal with a frequency of 'from shaper 2 is fed to ichop K (see Fig. 2, l), and the second is transmitted by frequency P _about from a divider 20 (see Fig. 2, l) through input 27 to circuit T. At ί _ε4 > ί ₀ ^{at the} direct output of the trigger-20 channel, the signal is zero. As soon as Esch ~ ^r o ~ ^{at the} output of the trigger channel, the signal changes (see Fig. 2, m). The frequency ίο is chosen close to the frequency E _cc by the time the rotation practically stops. The inverted output of the trigger channel 28 closes the circuit 12 and brings the trigger 10 to the zero state (see FIG. 2, e), which, having closed circuit 9 (see FIG. 2, e) (the counting of the run time is stopped). Under the influence of the potential of the direct output of the flip-flop channel 28, a single pulse arises at the output of circuit 29 (see Fig. 2, and), which flows through the circuit 14 to the 're-35 histogram of memory 15. This signal overwrites the count value from counting register 18, and on the Digital Indicator 21 'the measured value of the rotor running time appears.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для измерения параметров вращения вала, содержащее частотный датчик оборотов и генератор опорной частоты, соединенные с блоком автоматического измерения скорости вращения и блоком фиксации момента остановки вала, блок фиксации момента йачала торможения и блок индикации со счетчиком импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет ав томатизации измерения времени выбега вала, блок фиксации момента начала тор южения ιснабжен последовательно включенным преобразователем частоты в напряжение, соединенными с выходом датчика оборотов, пороговым устройством, триггером и схемой совпадений, второй вход которой соединен с генератором опорной частоты, а выход связан со счетчиком импульсов, при этом инверсный выход триггера подключен ко входу автоматического измерения скорости вращения.A device for measuring the parameters of rotation of the shaft, comprising a frequency sensor of revolutions and a reference frequency generator connected to the block for automatically measuring the speed of rotation and the block for fixing the moment of stopping the shaft, the block for fixing the moment of braking and the display unit with a pulse counter, characterized in that, for the purpose of expanding functional capabilities due to the automation of measuring the shaft rundown time, the unit for fixing the moment of start of the drive ι is equipped with a frequency converter in series connected to voltage, connected to the output speed sensor, the threshold device, and trigger a coincidence circuit, a second input connected to the reference frequency generator, and an output connected with a pulse counter, the inverted output of the flip-flop is connected to an input rotational speed of automatic measurement.