CS258924B1 - Zařízeni k elektronickému potlačení nesynchrúnnlch složek signálu - Google Patents

Abstract

Zařízení je určeno zejména k vyhodnocení signálu nevývahy u strojů na dynamické vyvažování rotačních součástí. Výhodou zařízení, je, že ze všech vstupních signálů je přivedena na výstup zařízení jen ta složka, která je stálá a neměnná ve vztahu k posloupnosti řídících signálů a přitom u této složky nedochází k nežádoucím posuvům fáze. Podstata zařízení spočívá v tom, že obsahuje vstupní řízený přepínač polarity signálu, jehož výstup je připojen na vstup řízeného průměrujícího vícenásobného vzorkovacího obvodu, jehož výstup je připojen na vstup výstupného řízeného přepínače polarity signálu, přičemž vstupy přepínačů a vzorkovacího obvodu jsou spojeny s výstupy řídícího obvodu.

Description

Vynález se týká zařízení k elektronickému potlačení nesynchronních složek signálu, zejména pro vyhodnocení signálu nevývahy u strojů na dynamické vyvažování rotačních součástí.

U strojů na dynamické vyvažování rotačních součástí je velikost a poloha nevývahy vyhodnocována na základě signálů nevývahy získaných ze snímačů vibrací nebo sil vyvozených rotující součástí. Velikost nevývahy je odvozována od amplitudy a poloha nevývahy od fáze signálů ⁴ 1 ze snímačů nevývahy. Tento systém pracuje dobře za předpokladu nízké úrovně rušivých signálů reprezentujícím nevývahu. Tato podmínka však není nikdy u strojů pro dynamické vyvažování dostatečně splněna a zejména není splněna při nízké úrovni signálu nevývahy, tj. při malé nevývaze. Tato skutečnost limituje dolní hranici nevývahy, na kterou je možno na stroji součást . vyvážit.

K potlačení rušivých signálů se používá pásmových propustí, které buá nejsou dostatečně úzké, takže nepotlačují rušivé signály s kmitočtem blízkým kmitočtu signálu reprezentujícímu nevývahu, nebo jsou dostatečně úzké, ale potom se svým charakterem blíži rezonačnímu obvodu, který vykazuje v okolí rezonance vysokou neurčitost fáze výstupního signálu (v okolí rezonančního kmitočtu se fázový posuv' signálu prudce mění z +90° na -90°) .

V obou případech použití pásmové propusti je zvýšení přesnosti měření amplitudy a zejména fáze signálů reprezentujících nevývahu velmi omezeně. Jsou také známa analogpvě - digitální zařízení k potlačení rušivých signálů ^a zařízení k digitální filtraci signálů pomocí mikropočítače, a podobně, ale tato zařízení jsou složitá, nákladná a není s nimi vždy dosahováno výsledků na požadované úrovni.

Uvedené nevýhody nemá zařízení k elektronickému potlačení nesynchronních složek signálu podle vynálezu, jehožpodstata spočívá v tom, že se skládá ze vstupního řízeného přepínače polarity signálu, jehož výstup je připojen na vstup řízeného průměrujícího vícenásobného vzorkovacího obvodu, jehož výstup je připojen na vstup výstupního řízeného přepínače polarity, signálu. Řídicí vstupy uvedených řízených obvodů jsou spojeny s výstupy řídicího obvodu.,

Řízený průměrující vícenásobný vzorkovací obvod je vytvořen tak, že má mezi vstup a výstup zapojen rezistor a současně má na tento výstup připojenou společnou vstup/výstupni svorku řízeného elektronického přepínače. K ostatním vstup/výstupním svorkám tohoto přepínače jsou připojeny vždy jedním vývodem kondenzátory, jejichž druhé vývody jsou připojeny ke vztažnému vodiči. K řídicím vstupům řízeného elektornického přepínače jsou připojeny výstupy řídicího obvodu.

Výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že ze všech složek vstupního signálu je přivedena na výstup zařízení jen ta složka, která je stálá a neměnná ve vztahu k posloupnosti řídicích signálů z řídicího obvodu a přitom u této složky nedochází k nežádoucím posuvům fáze. Na výstup se přenáší synchronní stálá složka vstupního signálu s konstantním ziskem a potlačovány jsou ty složky vstupního signálu, které mají jiný kmitočet než je opakovači kmitočet sledu řídicích signálů včetně subharmonických a sudých vyšších hramonických složek, potlačuje složky vstupního signálu s proměnnou fází vůči sledu řídicích signálů, nepřenáší jednorázové jevy a signály náhodného a Sumového charakteru a případnou stejnosměrnou složku vstupního signálu. Těchto vlastností nelze dosáhnout žádnou pásmovou propustí ani jiným známým zařízením, přičemž zařízeni podle vynálezu je konstrukčně a výrobně jednoduché.

Na připojených výkresech je schematicky znázorněno zařízení podle vynálezu, kde na obr.

je blokové schéma zařízení, na obr. 2 jsou průběhy signálů bezprostředně po přivedení vstupního signálu a na obr. 3 je průběh těchto signálů v ustáleném stavu.

Na obr. 1 je schematicky znázorněno zapojené zařízení k elektronickému potlačení nesynchronních složek signálu, které se skládá ze vstupního řízeného přepínače 1. polarity signálu, jehož vstup Dl je připojen na ystup řízeného proměřujícího vícenásobného vzorkovacího obvodu,

2, jehož výstup je připojen na Vstup výstupního řízeného přepínače 3^ polarity signálu. Řízený průměrující vícenásobný vzorkovací obvod 2 je vytvořen tak, že má mezi vstup a výstup zapojen rezostor R a současně je na tento výstup připojena společná vstup/výstupní svorka

D2 řízeného elektronického přepínače AM2. Tento řízený elektronický přepínač AM2 má ke svým ostatním vstup/výstupním svorkám S21, S22 až S2N připojeny vždy jedním vývodem kondenzátory

Cl, C2 až CN, jejichž druhé vývody jsou připojeny k vztažnému vodiči.

Vstupní a výstupní řízené přepínače 1 a 3 polarity signálu mohou být vytvořeny tak, že pomocí řízených elektronických přepínačů AMI, AM3 jsou na výstupy Dl, D3 připojeny signály Sil, S31 nebo invertované signály S12, S13. Řídicí vstupy přepínačů AMI, AM2 a AM3 jsou připojeny na výstupy řídicího obvodu DM.

V obr. 2 i obr. 3 znázorňuje průběh a vstupní signál, průběh b výstup Dl vstupního řízeného přepínače .1 polarity signálu, průběh c výstup řízeného průměrujícího vícenásobného vzorkovacího obvodu 2, průběh d výstup D3 výstupního řízeného přepínače 2 polarity signálu, čili výstupní signál celého zařízení podle vynálezu.

Funkce zařízení k elektronickému potlačení nesynchronních složek signálu, například při aplikaci po vyhodnocení signálu nevývahy u strojů na dynamické vyvažování rotačních součástí spočívá v tom, že doba jedné otáčky rotující součásti je pomocí řídicího obovodu DM rozdělena na 2N časových úseků, přičemž v době trvání úseků 1, 2 až N, to je v první polovině otáčky rotující součásti, jsou postupně nabíjeny odpovídající kondenzátory Cl, £2 až CN přes rezistor R na základě signálu Sil, tj. na základe okamžité hodnoty napětí vstupního signálu zařízení, a v době trvání časových úseků N+1 až 2N, to je ve druhé polovině otáčky rotující součásti, jsou postupně nabíjeny tytéž odpovídající kondenzátory Cl, C2 a CN přes rezistor R na základě signálu S12, tj. na základě invertované hodnoty napětí vstupního signálu zařízení.

Na výstup D3 zařízení jsou v době trvání časových úseků JL, 2 až N přivedeny jako signál S31 hodnoty napětí vytvořené na odpovídajících kondenzátorech 21/ C2 až CN a v době trvání časových úseků N+1, N+2 až 2N jsou na výstup D3 zařízení přivedeny jako signál S32 invertované hodnoty napětí vytvořené na odpovídajících kondenzátorech Cl, C2 až CN. Přepínání signálů Sil, S31 a invertovaných signálů S12, S32 na výstupy Dl, D3 řízených přepínačů polarity signálů 2, 2 obstarávají řízené elektronické přepínače AMI, AM3 na základě řídicího signálu přivedeného z výstupu řídicího obvodu DM.

Přepínání kondenzátorů Cl, £2 až CN jak pro jejich nabíjení přes rezistor R, tak pro přivedení jejich napětí na vstup výstupního řízeného přepínače 2 polarity signálu je přiváděno pomocí jediného řízeného elektronického přepínače AM2 na základě řídicích signálů odvozených od okamžité polohy rotující součásti pomocí řídicího obvodu DM. Pro časové konstanty, se kterými se jednotlivé kondenzátory nabíjejí, musí pro správnou funkci zařízení platit:

RCíJ^>^ň ' kde R je velikost odporu rezistorů R, Ci je kapacita kondenzátorů Cl, C2 až CN

T je doba periody řídicích signálů, tj. například doba trvání jedné otáčky rotující SOUČásti.

2N je počet časových úseků, na který je rozdělena jedna perioda řídicích signálů, . tzn. že časová konstanta nabíjení jednotlivých kondenzátorů je mnohem větší než doba trvání jednotlivých časových úseků. Za tohoto předpokladu se na kondenzátorech Cl, C2 až CN postupně vytvoří napětí odpovídající dlouhodobé statistické průměrné hodnotě vstupního signálu v odpovídajících časových úsecích 1, 2 až N a invertovaného vstupního signálu v úsecích N+1, N+2 až 2N.

Pro správnou funkci zařízení podle vynálezu je dále nutné, aby vstupní odpor výstupního řízeného přepínače 2 polarity signálu byl mnohem větší než velikost odporu rezistorů R.

Jako řízených elektronických přepínačů AMI, AM2, AM3 lze s výhodou použít číslicově adresovaných přepínačů analogových signálů, například integrovaných analogových multiplexerů. Výstupní signál D3 má schodkovitý průběh napětí,a může být dále zpracován známým způsobem, například přiveden na obvod charakteru dolní propusti, kde vznikne signál sinusového průběhu napětí statisticky odpovídající té složce vstupního signálu, která je synchronní s posloupností řídicích signálů řídicího obvodu DM nebo mohou být jednotlivé vzorky signálu odpovídající statistické střední hodnotě vstupního signálu v příslušných časových úsecích zpracovány digitálně apod. ”

Aplikaci zařízení podle vynálezu lze dosáhnout u strojů na dynamické vyvažování rotačních součástí zvýšení přesnosti, určení velikosti a polohy névývahy, lze zvýšit citlivost a dosáhnout zvýšení rozlišovací schopnosti měření velikosti- á. polohy névývahy. Obdobných účinků lze dosáhnout i při jiných aplikacích zařízení podle' vynálezu.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZŮ

   1. Zaří.zení k elektronickému potlačení nesynchronních složek signálu, zejména pro vyhodnocení signálu névývahy u strojů na dynamické vyvažováni rotačních součásti, vyznačené tím, že obsahuje vstupní řízený přepínač (1) polarity signálu s řízeným elektronickým přepínačem (AM1), jehož výstup je připojen na vstup řízeného průměrujíoího vícenásooného vzorkovacího obvodu (2) s řízeným elektronickým přepínačem (AM2), přičemž výstup z řízeného průměrujícího vícenásobného vzorkovacího obvodu (2) je připojen na vstup výstupního řízeného přepínače (3) polarity signálu s řízeným elektronickým přepínačem (AM3) a řídicí vstupy řízených elektronických přepínačů (AM1, AM2, AM3) jsou spojeny s výstupy řídicího obvodu (DM).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že řízený průměrujicí vícenásobný vzorkovací obvod (2) má mezi vstup a výstup zapojen rezistor (R) a současně' má na tentg výstup připojenou společnou vstup/výstupní svorku (D2) řízeného elektronického přepínače (AM2), přičemž k ostatním vstup/výstupním svorkám (S21, S22, až S2N) řízeného elektronického přepínače (AM2) jsou připojeny vždy jedním vývodem kondenzátory (Cl, C2 až CN), jejichž druhé vývody jsou připojeny ke vztažnému vodiči.
3. 3 výkresy α

   ο

   Obr. 3