Устройство для измерения мощности на валу

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ НА ВАЛУ, содержащее датчики крутящего момента и скорости вращени вала и вычислительную схему в виде счетного триггера, первый выход кото рого связан с управляющим входом &0 ф первого ключа, соединенного своим выходом с суммирующим входомсчетчика крутящего момента, а второй выход - с управляющими входами второго и третьего ключей, счетчика мощности, связанного входом с выходом третьего ключа, вход которого соединен с датчиком скорости вращения вала, и генератора импульсов, связанного выходом с входом второго ключа, о т л ичающееся тем, что, с цепью повышения точности измерения, счетчик крутящего момента выполнен реверсивным с предустановкой по минимуму , а генератор импульсов - в виде задатчика времени и с дополнительным выходом, связанным с входом счетного триггера, причем выход второго ключа связан с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход предустановки которого соединен с входом Стоп счетчика мощности, а вход первого ключа связан с выходом датчика крутящего момента.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (l9) (И)

3(5D С 01 Ь 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY/ СВИДЕТЕПЬСТБУ

И .! нь:

Ф с

° °

° ° (21) 2629058/24-10 . (22) 11. 05. 78 (46) 07.05.84. Бюл. Р 17 (72) О.П. Возненко, И.Г. Гиндентуллер, Н.В. Митников, В.Г. Нейченко, С.С. Одинец, В.М. Стариков и Г.Е. Топилин (71) Одесская научно-исследовательская станция, Государственного союзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского тракторного института (53) 531.781{088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

Ф 546800, кл. G,01 Ь 3/24, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 167332, кл. G 01 L 3/24, 1963 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МОЩНОСТИ НА ВАЛУ, содержащее датчики крутящего момента и скорости вращения вала и вычислительную схему в виде счетного триггера, первый выход которого связан с управляющим входом первого ключа, соединенного своим выходом с суммирующим входом счетчика крутящего момента, а второй выход — с управляющими входами второго и третьего ключей, счетчика мощности, .связанного входом с выходом третьего ключа, вход которого соединен с датчиком скорости вращения вала, и генератора импульсов, связанного выходом с входом второго ключа, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, счетчик крутящего момента выполнен реверсивным с предустановкой по минимуму, а генератор импульсов — в виде задатчика времени и с дополнительным выходом, связанным с входом счетного триггера, причем выход второго ключа связан с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход пред" установки которого соединен с входом

"Стоп" счетчика мощности, а вход первого ключа связан с выходом датчика крутящего момента.

f06= K2 п(2) 1 109

Изобретение относится к силоизмерительной технике.

Известно устройство для измерения мощности на валу, содержащее частотный датчик крутящего момента с пере5 дающей катушкой индуктивности, по периметру которой расположен как минимум один сердечник, выполненный нз магнитного материала, приемную катушку и вычислительное устрой.ство (13.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения мощности на валу содержащее датчики крутя щего момента и скорости вращения вала и вычислительную схему в виде счетного триггера, первый выход которого связан с управляющим входом первого, ключа, соединенного своим выходом с суммирующим входом счетчика крутящего момента, а второй выход — с управляющими входами второго и третье" го ключей, счетчика мощности, связанного входом с выходом третьего ключа, вход которого соединен с датчиком скорости вращения вала и генератора импульсов, связанного выходом с входом второго ключа 1„2 .

Однако известные устройства не обеспечивают требуемой точности измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве счетчик крутящего момента выполнен реверсивным с предустановкой по минимуму, а генератор импульсов - в виде задатчика времени и с дополнительным выходом, связанным с входом счетного триггера, причем

4О

Выход второго ключа связан с вычитаю щим входом реверсивного счетчика,. выход предустановки которого соединен с входом "Стоп" счетчика мощности, а вход первого ключа связан с выходом датчика крутящего момента.

На чертеже представлена структур" ная схема устройства.

Устройство для измерения мощности на валу содержит бесконтактный датчик крутящего момента и скорости вра" щения вала 1, пеоедающую антенну 2, приемную антенну 3, приемник 4, каналы 5 и 6 выделения частотной информации о величине крутящего момен- 5 та и скорости врашения вала соответственно, входы которых связаны с приемником 4, а выходы - с вычисли1039

2 тельной схемой. Вход первого ключа 7 схемы связан с выходом канала 5 выделения частотной информации о величине крутящего момента, выход — с суммирующим входом реверсивного счетчика 8 с предустановкой по минимуму, соответствующей начальной частоте датчика крутящего момента, а управляющий вход — с первым выходом счетного триггера 9, второй выход которого соединен с управляющим входом второго ключа 10, связанного входом с выходом Т задатчика 11 времени, а выходом — с вычитающим входом реверсивного счетчика 8. Вход третьего ключа 12 вычислительной схемы связан с выходом канала 6 выделения частотной информации о скорости вращения вала, управляющий вход ключа 12— с вторым выходом четного триггера

9, а выход — с входом счетчика 13 мощности, связанного входом "Стоп" с выходом предустановки реверсивного счетчика 8. Дополнительный выход задатчика 11 времени связан с входом счетного триггера 9.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал датчика, модулированный по частоте величиной крутящего момента и по амплитуде с частотой, кратной частоте вращения вала, излучается передающей антенной 2. Приемник 4 принимает сигнал через приемную антенну 3, усиливает его до необходимой величины и подает на канал 5 выделения информации о величине крутящего момента и на канал 6 выделения информации о скорости вращения вала, с которых информация в частотной форме поступает на вычислительную схему.

Частотный сигнал на выходе 5 можно представить в виде э (1) где F — начальная частота бескон@PE тактного датчика крутящего момента„ Гц;

К вЂ” крутизна преобразования бесконтактного датчика крутящего момента, Гц/Н м;

И„ - крутящий момент.

Частотный сигнал на выходе канала

6 имеет вид где К - количество концентраторов поля;

n — - частота вращения вала, Гц.

1091039 Ь

В свою очередь, t«z <= (Х-Х .), где Х вЂ” число, зафиксированное счет1 чиком 8 за время Т, а Х„с предустановка реверсивного счетчика 8. С

5 учетом выражения (1) можно записать

Задатчик 11 времени выдает две стабильные последовательности им-. пульсов с периодами повторения 7 и причем Tn i. Импульсы с периодом следования Т управляют триггером 9.

Когда на первом выходе триггера

9 устанавливается "1", открывается ключ 7 и включается реверсивный счетчик 8. Ключи 10 и 12 закрыты, так как на втором .выходе триггера 9 имеется "0". Счетчик 8 суммирует импульсы, определяемые формулой (1), в течение времени Т, по истечении которого триггер 9 опрокидывается, закрывает ключ 7, открывает ключи

10 и 12 и одновременно включает счетчик 13. Тогда с выхода задатчика времени импульсы с периодом следования Ф через открытый ключ 10 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 8„ в котором на регистре "Предустановка по минимуму" набрано число, соответствующее начальной частоте датчика крутящего момента.

Когда счетчик 8 отсчитает до установленного значения, он сбрасывается в "0" и останавливает счетчик 13, в котором оказывается число, пропорцио" нальное мощности, передаваемой. валом.

Пусть число, регистрируемое счетчиком 13 - Y а счетчиком 8 - Х, тогда

30 тогда (3) которого счетчи35

Составитель Г. Целибеев

Техред И. Метелева Корректор В. Бутяга

Редактор П.Коссей

Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3072/39

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 об- счета где й©чет — время, в течение длится вычитание ка 8. амата «r (кр s кр) юст)

Подставив выражения (4) и (2) в формулу (3), получаем

Первое слагаемое в выражении (5) непосредственно выражает мощность, передаваемую валом, а второе — величина, пропорциональная скорости вращения вала и начальной частоте датчика момента. Второе слагаемое, внося" щее ошибку в величину измеряемой мощности, может быть обращено в нуль при условии

Использование предлагаемого устройства повышает точность измерения мощности благодаря применению бесконтактного датчика крутящего момента и скорости вращения вала и осуществлению измерения в цифровой форме.