УСТАНОВКА ТАХОМЕТРИЧЕСКАЯ

Область применения
Полезная модель относится к приборам для измерения линейной или угловых скоростей и может быть использована для поверки, калибровки, градуировки тахометров и тахометрических приборов вращением вала, приводящего в действие испытуемые приборы, с образцовой угловой скоростью, то есть с достаточной точностью частоты вращения.
Уровень техники
Из предшествующего уровня техники известны [1] установки для поверки тахометров: ТХ 1-60, ТХ 1-4, КТУ-1М и «Установка тахометрическая УТ05-60» для поверки и градуировки тахометров и тахометрических приборов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является «Установка тахометрическая УТ05-60» [2, 3], ХД2.780.000ТО, ТУ 50-123-79 с электроприводом вала, вращающегося с образцовой скоростью, отличающаяся тем, что привод осуществляется двумя электрическими двигателями, двигателем постоянного тока и синхронным двигателем, шкивы которых соединены, а управление приводом осуществляется заданием дискретных значений скорости с последующей плавной ручной регулировкой электропривода до совпадения полученной и требуемой скоростей при визуальном контроле состояния светового индикатора синхронизации, с последующей автоматической поддержкой синхронизации.
Недостатками данного технического решения в «Установке тахометрической УТ05-60» являются: тяжеловесность, масса 200 кг, сложность конструкции привода, большое энергопотребление, сложность достижения синхронизации скоростей, влияние человеческого фактора на работоспособность установки.
Причинами, препятствующими получению технического результата, который обеспечивается заявляемой полезной моделью, является то, что используются массивные модели электрических двигателей, регулируемые тяжелыми трансформаторными устройствами; управление приводом начинается установкой скорости первого двигателя автотрансформатором, путем изменения выпрямляемого напряжения в обмотке якоря двигателя постоянного тока, и установкой требуемых значений опорного генератора электрических сигналов. Далее необходимая точность уравнивания достигнутой угловой скорости со скоростью, соответствующей задаваемой частоте генератора, требует ручной регулировки вторым автотрансформатором, изменением напряжения в цепи якоря синхронного двигателя. При этом контроль степени совпадения скоростей производится визуально, по частоте биений светового сектора индикаторной лампы, и подвержен влиянию человеческого фактора на результат. Только после ручного вывода первого двигателя на требуемую скорость, синхронный двигатель, управляемый через усилитель мощности дискретными частотами генератора в цепи статора, автоматически поддерживает угловую скорость в заданном значении.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в использовании современной элементной базы и снижении массы установки, упрощении конструкции, снижении энергопотребления, автоматизации создания образцовой скорости с исключением влияния человеческого фактора на работоспособность установки.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, являются снижение массы установки за счет использования соответствующего серийного двигателя; полная автоматизация работы установки, включая исполнение задаваемых и контроль текущих параметров, в том числе с учетом нагрузки, за счет использования прогрессивного схемного решения электронного управления, построенного на современной элементной базе, устраняющего влияние человеческого фактора на результат; использование цифровой техники расширяет пользовательские возможности установки, за счет связи с ЭВМ и вывода в программируемой форме отчета о параметрах процесса на печать.
Реализация полезной модели
Заявленный технический результат достигается за счет того, что заявленная установка тахометрическая с приводимым в движение электрическим двигателем валом, вращающимся со стабильной образцовой угловой скоростью, регулируемой в задаваемом диапазоне, с приспособлениями для крепления исследуемых тахометров, с контролем и индикацией равенства истинной и задаваемой скоростей, отличающаяся тем, что содержит электронный автомат, функция которого состоите формировании скорости вращения вала синхронного двигателя через схему управления двигателем, контроле скорости по сигналам датчика скорости вала, индикации текущих процессов в числовом и буквенном видах, причем электронный автомат подключен к ЭВМ.
Краткое описание чертежей
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежом - Фиг.1, на котором 1 - Электронный автомат, 2 - Панель управления с клавиатурой и дисплеем, 3 - Схема управления двигателем, 4 - Синхронный электродвигатель с регулируемой скоростью вращения, 5 - Датчик скорости вала, 6 - Устройство механического сопряжения валов, 7 - Конструкция соосности валов, 8 - Конструкция крепления исследуемого тахометра, 9 - ЭВМ, 10 - вал двигателя, 11 - вал тахометра.
Осуществление полезной модели
Технический результат достигается за счет того, что используется один двигатель вместо двух, исключается конструкция объединения одновременной работы двух двигателей, исключается сложная энергоемкая схема управления и синхронизации двух двигателей, может быть использован серийный малогабаритный высокооборотный с высоким КПД синхронный двигатель с широким диапазоном задания и регулировки угловой скорости и с экономичным электронным управлением, построенном на процессоре. Применение одного двигателя с заявленными характеристиками с электронным управлением снижает массу и энергопотребление установки еще и за счет исключения из схемы управления трансформаторов. Схема электронного автомата регулирования скорости и поддержания ее точности исключает влияние человеческого фактора. Схема автомата имеете цифровые информационные выходы с возможностью согласованной связи с ЭВМ.
Электронный автомат может быть реализован например, состоящим из опорного генератора частоты, делителя частоты, управляемого программой исполняемой процессором, задающей требуемые параметры в зависимости от команд, поступающих от клавиатуры панели управления и датчика скорости вала, с выводом информации о параметрах на индикатор и внешнюю ЭВМ, а сигнал делителя частоты, с частотой, соответствующей задаваемой угловой скорости вала, усиливается схемой управления двигателем до требуемой двигателю мощности.
Программа работы электронного автомата предусматривает управление системой в корреляции с результатами непрерывного сравнения заданных параметров с текущими значениями датчика скорости вала, что и делает скорость вращения вала образцовой. Работа установки тахометрической основана на управлении электронным автоматом, задающим скорость вращения вала синхронного двигателя через схему управления двигателем, и контролирующим скорость по сигналам датчика скорости вала. Параметры задания вводятся клавиатурой с панели управления с индикацией на панели вводимых и текущих параметров. Вал исследуемого тахометра, установленного в конструкции крепления, через устройство механического сопряжения с задающим валом, вращается с установленной образцовой скоростью. Механическая жесткость системы обеспечивается конструкцией соосности валов, которая представляет собой жесткую конструкцию крепления (7), которую формируют после выверки соостности валов (10, 11) (см. Фиг.1). Выверка соосности валов выполняется любым известным способом, например, с использованием лазерной измерительной системы ТМЕА 2. Цифровой выход электронного автомата используется для передачи на ЭВМ параметров образцовой скорости и ввода их в программируемую форму отчета для распечатки протокола испытаний, тем самым автоматизируя рабочее место пользователя.
Установка тахометрическая предназначена для поверки, калибровки, регулировки тахометров. По разнице показаний исследуемого тахометра и образцовой скорости оценивается погрешность исследуемого тахометра.
Работает установка тахометрическая следующим образом.
Электронный автомат (1) с цифровыми выходами управляется с панели управления (2). Клавиатурой задаются, а на дисплее отображаются параметры работы: требуемая и истинная скорости вращения вала двигателя. Схема управления двигателем (3) по командам от электронного автомата (1) регулирует скорость вращения электродвигателя (4) и поддерживает скорость вращения вала с образцовой скоростью. Стабилизация скорости осуществляется электронным автоматом (1) реакцией на сигналы сдатчика скорости вала (5).
Устройство механического сопряжения валов (6) с целью вращения вала исследуемого тахометра с образцовой скоростью обеспечивает механический контакт образцового вала и вала исследуемого тахометра, установленного в конструкции крепления (8).
По разнице показаний исследуемого тахометра и образцовой скорости оценивается погрешность исследуемого тахометра.
Выход на ЭВМ (9) используется для передачи на ЭВМ параметров образцовой скорости и ввода их в программируемую форму отчета для распечатки протокола испытаний, тем самым автоматизируя рабочее место пользователя.
Предлагаемая полезная модель предполагается к внедрению в производство поверочных, калибровочных, регулировочных работ метрологических и ремонтных служб Ростехрегулирования и предприятий, использующих тахометры.
Источники информации:
1. ГОСТ 8.285-78 «Тахометры. Методы и средства поверки».
2. http://www.ts-yug.ru/catalog.php?id=1182&item=158299
3. http://metrarus.ru/kip/element.php-ID=7270.htm