Измеритель жесткости торсионов

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЖЕСТКОСТИ ТОРСИОНОВ , содержащий основание с Крнтро/1ируёмым торсионбм, измерительный узел, выполненный в Виде поплавковой под вйжной системы И связанный с торсионом через кулисную передачу, последовательно соединенные датчик угла, усилитель электрической пружины и датчик момента,прияем усилитель электрической пружины выполнен из последовательно соединенных предварительного иг фазочувствительного усилителей , корректирующего усилителя и выходного усилителя, отличающийся тем, что, с мелью повышения точности измерителя, в усилитель электрической пружины введены источник опорного напряжения, два интегратора , два сумматора, блок управления первым, вторым и третьим ключами, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, выход источника опорного напряжения через размыкающий контакт первого ключа соединен с первым входом первого сумматора, выхсм которого через корректирующий усилитель соединен с первым входом второго сумматора и через размыкающий контакт второго ключа - с входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора , выход второго сумматора соединен с входом выходного усилителя, выход которого через замыкающий контакт третьего ключа соединен с входом второго интегратора, выход последнего соединен с вторым входом первого сумматора, a выход фазочувствительного усилителя соединен с третьим входом первого сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУЬЛИН

OQ OI) дар 6 01 С 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ HSOSPETEHHA И ОТНРЫТИЙ н aBVOPCtlOMV,ÑÇÈÎÂÒÅËüÑòÂÓ (21) 3388414/40-23 (22) 25 01.82 (46) 07.08.83. Бюл. Н 29 (72) Е.А. Перель, Д.К. Козлов, В.И. Суминов, Л.А. Калинин и

Ю.К. Лаптев (53) 531.383(088.8) . (563 1. Каптур Г .Е . Измерение жесткости гидромоторов. приложение к жур" налу "Авиационная промывленность",.

:1972,.М 3, с. 26-28.

2. Авторское свидетельство СССР

11 599592, кл,-G» 01.С 25/00, 1976 (прототип) . (54)(57) ИЗИЕРИТЕЛБ ЖЕСТКОСТИ ТОРСИО"

Н0В содержащий. основание с контролируемым торсионом,.измерительный узел, выполненный в виде. пойлавковой под"

-:вижкой системы и связанный с торсио..ном через кулйсную .передачу, последовательно соедйненные датчик угла, усилитель электрической пружины и датчик момента, причем усилитель

:. электрической пружины выполнен иэ по.следовательно соединенных предвари.тельного и фазочувствительного усилителей, корректирующего усилителя и выходного усилителя, о т л и ч а ю" шийся тем, что, с целью повышения точности измерителя, в усилитель электрической пружины введены источник опорного напряжения, два интегратора, два сумматора, блок управления первым, вторым и третьим ключами, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, выход источника опорного напряжения через размыкающий контакт первого ключа соединен с первым входом первого сумматора, выкод которого через корректирующий усилитель соединен с первым входом второго сумматора и через размыкающий контакт второго ключа - с входом .З первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом второго.сумматора, выход второго сумматора соединен с входом выходного усилителя, выход которого через замыкающий контакт третьего ключа соединен с входом второго интегратора, выход последнего соединен с вторым входом первого" сумматора, а выход фазочувствительного усилителя соединен с третьим входом первого сумматора.

33872 3

4

Изобретение относится к приборо.строению и может быть преимуществен-,, но использовано для измерения жест" кости упругих опор гигроскопических приборов.

Известно устройство для измерения жесткости по собственной частоте колебаний системы, s составе которой содержится контролируемый упругий элемент. Устройство содержит вибростенд, вибродатчик, генератор и частотомер (1 ).

Недостатком данного устройства является невысокая точность и производительность измерения жесткости.

Погрешности измерения возникают изза неточного определения частоты соб", ственных колебаний и параметров элементов, входящих в колебательную сис" тему. Недостаточно высокая производительность определяется временными затратами на поиск резонанса и необходимостью выполнения расчета для перехода от измеренной частоты к жесткости.

Известен измеритель жесткости торсионов, содержащий основание с конт" ролиоуемым торсионом, измерительный узел, выполненный в виде поплавковой подвижной системы и связанный с торсионом через кулисную передачу, последовательно соединенные датчик yr" ла, усилитель электрической пружины и датчик момента, причем усилитель электрической пружины выполнен из последовательно соединенных предвари! тельного и фазочувствительного усили" телей, корректирующего усилителя и выходного усилителя 2 1.

Недостатком измерителя является невысокая точность и производительность, обусловленные тем, что в нем не обеспечиваются установка торсиона в нулевое положение по моменту, разворот контролируемого торсиона на заданный угол с необходимостью фиксировать начало отсчета.

Цель изобретения - повышение точности измерителя.

Укаэанная цель достигается тем, что в измеритель жесткости торсионов, содержащий основание с контро" лируемым торсионом, измерительный узел, выполненный в виде поплавковой подвижной системы и связанный с тор" сионом через кулисную передачу, последовательно соединенные датчик уг" ла, усилитель электрической пружины и датчик момента, причем усилитель

55 электрической пружины выполнен из последовательно соединенных предварительного и фазочувствительного усилителей,.корректирующего усилителя и выходного усилителя, в усилитель электрической пружины введены источник опорного напряжения, два интегра" тора, два сумматора, блок управления первым, вторым и третьим ключами, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, выход источника опорного напряжения через размыкающий контакт первого ключа соединен с первым входом первого сумматора, выход которого через корректирующий усилитель соединен с первым входом второго сумматора и через размыкающий контакт второго ключа - с входом первого инте грат ора, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход второго сумматора соединен с входом выходного усилителя, выход которого через замыкающий контакт третьего ключа соединен с входом второго интегратора, выход последнего соединен с вторым входом первого сумматора, а выход фазочувствительного усилителя соединен с третьим входом первого сумматора.

На чертеже представлена структурная схема измерителя жесткости торсионов.

Измеритель содержит основание 1, в котором закрепляется контролируемый торсион 2. Соединение торсиона с измерительным узлом осуществляется с помощью кулисной передачи, состоящей иэ поводка 3, закрепленного на торсионе и кулисы 4, закрепленной на подвижной системе 5. Измерительный узел состоит из поплавковой подвижной системы 5, установленной в камневых опорах. На подвижной системе располагаются ротор 6 датчика угла и ротор 7 датчика момента.

Статор 8 датчика угла и статор 9 датчика момента располагаются в корпусе 10.

Для обеспечения гидростатической разгрузки опор внутренняя полость прибора заполнена жидкостью с удельным -весом равным .среднему удельному весу подвижной системы. Выход датчика угла подключен к усилителю электрической пружины, состоящему из последовательно соединенных усилителя 11 сигнала датчика угла, фазочувствительного усилителя 12, первого сумматора 13, корректирующего

872

4 вующих на подвижную систему. Под действием преобладающего момента торсиона подвижная система вместе с торсио.ном начинает поворачиваться в нулевое положение. После окончания переходного процесса сигнал с датчика угла на первом входе сумматора 13 уравновешивается сигналом с выхода интегратора 23 и поворот подвижной системы прекращается. При этом торсион занимает нулевое .положение по моменту и обнуляются показания индикатора 21.

После автоматической выставки торсиона и показаний прибора на нуль производится измерение жесткости .

Для этого по сигналу с устройства управления ключ 22 размыкается, а ключи 18 и 20 замыкаются. Теперь с выхода источника 17 опорного напряжения на второй вход сумматора 13 будет . поступать сигнал, пропорциональный заданному -углу разворота торсиона.

Под действием этого сигнала по датчику момента будет протекать ток, что приведет к развороту подвижной системы с торсионом на некоторый угол. По" ворот подвижной системы прекратится, когда момент датчика момента уравновесится противодействующим моментом торсиона.

В данному случае имеется некоторая ошибка разворота торсиона, которая определяется жесткостью флектричес" кой пружины и вызвана тем, что для

Формирования тока в цепи датчика мо. мента необходимо рассогласование меж.ду сигналом с источника опорного напряжения и приращением сигнала с датчика угла. Указанная ошибка устраняется действием интегратора 19.

Сигнал рассогласования с выхода сумматора 13 приводит к возраста.нию сигнала на выходе интегратора 19, в результате чего происходит изменение тока в цепи датчика момента и дополнительный поворот подвижной системы, приводящий к уменьшению сигнала рассогласования. После окончания переходного процесса сигнал рассогласования станет равен нулю, ток в . цепи датчика момента будет определяться накопленным сигналом на интег раторе 19, s контролируемый торсион развернется на заданный угол.

Сигнал источника опорного напряжения выбирается пропорциональным единичному углу поворота торсиона. В этом случае с отсчетного устройства .", 1033

3 усилителя 14, второго сумматора 15, 1 выходного усилителя 16. Для разворо та подвижной системы на заданный угол используется источник 17 опорно" го.напряжения, подключенный через ключ 18 к второму входу первого сумматора-13. Для исключения ошибки при развороте торсиона используется интегратор 19, подключенный параллельно корректирующему усилителю через ключ 20. Выход усилителя электричес- кой пружины подключен к статору 9 датчика момента и к индикатору 21.

Для выставки контролируемого торсиона в нулевое положение по моменту и установки на нуль показаний прибора в цепь отрицательной обратной .

15 связи корректирующего 14 и выходного

16 усилителей включен через ключ 22 интегратор 23.

Устройство управления ключами 18, 20 и 22 показано в виде блока 24.

Измеритель работает следующим образом.

Перед измерением на контролируемом торсионе 2 устанавливается поводок 3 и он закрепляется на основании

1 с помощью призменного зажима. После установки торсиона по сигналу от устройства управления ключи 18 и 20 размыкаются, а ключ 22 замыкается.

Если контролируемый торсион нахо20

30 дится не в нулевом положении, то под действием его момента подвижная сис-. тема разворачивается, что приводит к появлению сигнала на выходе датчика угла, который усиливается и поступает на вход датчика момента.

Поворот подвижной системы прекратится после того, как момент торсиона уравновесится моментом датчика момента. В этом положении торсион окаэыва" ется закрученным на некоторый угол и имеются ненулевые показания индикатора 21.

Автоматическая выставка торсиона 45 в нулевое положение по моменту и обнуление сигнала индикатора осуществляется за счет интегратора 23, включенного в цепь отрицательной обрат-ной связи корректирующего и выходно- 50 го усилителей. Происходит это следующим образом. С течением времени сигйал на выходе интегратора 23 увеличивается, что приводит к компенсации

;сигнала с датчика угла на сумматоре 55 13. В результате происходит уменьшение тока в цепи датчика момента и нарушается равенство моментов, дейстf 1033872 4 будет непосредственно сниматься сиг- и вйходного усилителей позволяет нал, равный угловой жесткости конт- установить торсион в нулевое полоролируемого торсиона. . жение по моменту и осуществить высВведение в цепь усилителя элект- тавку показаний прибора на нуль. рической пружины источника опорного 5 Предлагаемое устройство обеспенапряжения обеспечивает разворот тор- чивает точный разворот торсиона на сиона на заданный угол. Включение заданный угол, его автоматическую первого интегратора позволяет ис". выставку в нулевое положение по моключить ошибку разворота торсиона менту и исключает необходимость фик; на заданный угол. Использование вто- 1е сеции начала отсчета; повышается . рого интегратора ь цепи отрицатель- точность измерения жесткости торсионой обратной связи корректируацего нов.

1033872

ВНИИПИ Заказ 5608/43 Тираж 602 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4