Цифровой измеритель крутящего момента

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик

<»j1060798 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.10.81 {21) 334б828/18-10 с присоединением заявки ¹ р ц g+ з

G 01 L 3/10

Государственный комитет

С.СС Р но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28 0283. Бюллетень № 8

153) УДК531 781 (088.8) Дата опубликования описания 2802ЯЗ

Г.Г.Деркач и М.И.Хургин

/ (72) Авторы изобретения (71) 3 а яв итель

{54) ЦИФРОВОИ ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

15

25

Изобретение QTHocHTGR к силоизмерительной технике, а именно к измерению крутящего момента на вращающихся валах.

Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее установленные на концах вала датчика скорости вращения и измерительную схему (1).

Однако данное устройство не обеспечивает требуемой точности иэмере.т ния.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель крутящего момента, содержащий торсиометр с двумя фаэными датчиками, два усилителяограничителя, схему совпадения, блок управления, генератор импульсов, задатчик времени измерения и цифровой индикатор, соединенный с выходом блока управления, первый вход которого соединен с выходом схемы совпадения, к входам которой через усилители-ограничители подключены фаэные датчики, причем выход генератора импуль" сов подключен к второму входу блока управления и к входу задатчика времени измерения, выход которого под" ключен к третьему входу блока управ. ления (2), Однако известный измеритель также не обеспечивает требуемой точности измерения вследствие отсутствия возможности учета параметров торсиона, например, при его замене. Кроме того, недостатком измерителя является сложность процесса калибровки.

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение процесса калибровки.

Поставленная цель достигается тем, что в известный измеритель введены интегратор, компаратор, два источника напряжения, два потенциометра, три ключа, управляющие входы которых соединены с тремя управляющими выходами блока управления, при этом один источник напряжения через один ключ соединен с одним входом интегратора, выход .которого через компаратор соединен с четвертым входом блока управления, второй источник напряжения через один потенциометр и второй ключ соединен с вторым входом интегратора, а также через другой потенциометр и третий ключ — с первым входом интегратора.

1000798

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого измерителя, Цифровой измеритель крутящего момента содержит вал торсиометра 1, на концах которого закреплены две шестерни-индукторы 2 и 3, являющиеся подвижной системой фазных датчиков 4 и 5, выходы которых через усилители-сграничители б и 7 соединены с входами схемы 8 совпадения, выход ,которой подключен к первому входу блока 9 управления.

1р

После окончания интервала времени блок 9 управления размыкает первый 14 и второй 15 ключи и замыкает тре- " тий ключ 16, при этом напряжение на выходе интегратора 17 начинает линейно уменьшаться из-эа наличия тока

Измеритель содержит также генератор 10 импульсов, задатчик 11 време" ни измерения, цифровой индикатор 12, блок 13 калибровки, который состоит иэ первого 14, второго 15 и третьего 16 ключей, чьи управляющие входы подключены к одноименным управляющим выходам блока 9 управления, интегратор 17, компаратор 18, первый 19 и второй 20 потенциометры, первый 21 и второй 22 источники напряжений, при этом первый источник 21 напрякения является положительным, а второй 22 — .отрицательным.

Измеритель работает следующим образом.

Вал торсиометра 1 под действием крутящего момента скручивается, шестерни-индукторы 2 и 3 смещаются друг относительно друга, вследствие чего сигналы фазных датчиков 4 и 5, близкие по Форме к синусоиде, сдвинуты по фазе на угол, пропорциональный величине крутящего момента. Сигналы 35 с фазных датчиков 4 и 5 через усилители-ограничители б и 7 управляют работой схемы 8 совпадения,с выхода которой импульсная последовательность поступает на блок 9 управления. B 4p начале измерительного цикла блок управления замыкает второй ключ 15 и размыкает третий ключ 16. Одновременно блок управления замыкает первый ключ 14, когда сигнал на выходе схе- 45 мы 8 совпадения равен 1, и размыкает его, когда сигнал на выходе схемы 8 совпадения равен 0 .

При наличии крутящего момента средний ток заряда интегратора 17 от первого источника 21 напряжения через первый ключ 14 превышает ток разряда через второй ключ 15 от второго источника 22 напряжения, и напряжение на интеграторе начинает увеличиваться. Этот процесс продолжается в течение постоянного ингервала времени t который Формирует" ся с помощью генератора 10 импульсов и задатчика 11 времени измерения. разряда от второго источника 22 через третий ключ 16.

Одновременно цифровой индикатор

12 начинает подсчитывать число импульсов с генератора 10 импульсов, После того, как напряжение на выходе интегратора достигнет нулевого уровня, срабатывает компаратор 18. и, воздействуя на блок управления, прекращает поступление импульсов с генератора 10 в-цифровой индикатор 12 °

Время Т, в течение которого напряжение на выходе интегратора 17 сни» жается до нуля,.определяется напряжением, накопленным интегратором эа предыдущий цикл (в течение t<) и пропорциональным коэффициенту заполнения импульсной последовательности на выходе схемы 8 совпадения. Число импульсов, поступившее в цифровой индикатор 12, определяет величину Мю„ и+ о

О, т при р п+ " (М = — Š— — =aM

3 счU T

2 пгде U — напряжение первого положи- ., А+

I тельного источника 21 напряжение второго (отрицательного) источника 22

К - коэффициент деления напря1 жения первым-потенциометром

19

К - коэффициент деления напря2 жения вторым потенциометром 20> а - коэффициент пропорциональности

tp - интервал времени, задаваемый задатчиком 11 времени измерения i=ip+f — длительность импульсов на выходе схемы 8 совпадения . ь — длительность импульсов на о выходе схемы 8 совпадения при М" =0

Т - период входного сигнала

f „ - частота следования импульсов с генератора 10 импульсов

N - число импульсов, поступившее в цифровой индикатор 12 за время Т>.

Поскольку при отсутствии М сигP налы с фазных датчиков 4 и 5 сдвинуты по Фазе:иэ-эа неточной начальной установки датчиков, а параметры раз" личных валов неидентичны (различная жесткость материала), то перед началом измерений производится калибров-1000798 ка измерителя крутящего момента. При отсутствии МКр с помощью первого потенциометра 19 производят установку.нуля но цифровому индикатору 12. Затем задают номинальный Мк „ и с помощью второго потенциометра 20 про", 5 изводят установку по цифровому индикатору 12 значения, соответствующего заданному Мя

Предлагаемое изобретение позволяет легко осуществлятв калибровку-из- 10 мерителя крутящего момента с помощью потенциометров 19 и 20, установленных на-лицевой панели измерителя.

Формула изобретения цифровой измеритель крутящего момента содержащий торсиометр с двумя фазными датчиками,два усилителяограничителя, схему совпадения, блок управления, генератор импульсов, задатчик времени измерения и цифровой индикатор, соединенный с выходом блока управления, первый вход которого 5 соединен-с.âûõîäîì схемы совпадения, .к входам которой через усилители ограничители подключены фазные датчики; причем выход генератора импульсов подключен к-второму входу блока управления и к входу задатчика-времени измерения, выход-которого подключен к третьему входу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса калибровки, в него введены интегратор, -компаратор, два источника напряжения,-два-потенциометра, три ключа управляющие входы которых соединены-с тремя, управляющими выходами блока управления, при этом один источник напряжения через один ключ соединен с одним входом интегратора, выход которого через компара" тор соединен с четвертым входом блока управления, второй источник напря жения через один потенциометр и второй ключ соединен с вторым входом интегратора, а также через другой потенциометр и третий ключ - с первым входом интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фролов Л.Б. Измерение крутящего момента. М., Энергия, 1967, с. 45-56.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 700790, кл. G 01 L 3/10, 1978 (прототип).

1000798

Составитель А.Амаханов

Редактор М.Рачкулинец Техред Л.Пекарь!

КорректорИ.Ватрушкина м

Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 1362/41 Тираж 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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