Устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений мгновенных значений угла закручивания вала при переходных режимах его работы. При вращении вала 1 измерительные диски 2, 3 перемещаются относительно датчиков 4, 5, наводя В них гармонические ЭДС. Указанные ЭДС с помощью усилителей-ограничителей 6,7 преобразуются в прямоугольные импульсы. При этом сигнал с усилителя 7 отстает по фазе от сигнала с усилителя 6. При появлении сигнала на выходе усилителя 6 сигнал с генератора 11 поступает через схему 8 совпадения на пересчетньш блок 9. В результате в пересчетном блоке 9 записывается информация в двоичном коде о числе импульсов М в единице младшего разряда измеряемой величины (например, о числе импульсов М в 1 угла). Одновременно сигнал с генератора 11 через схему 8 совпадения поступает на вход прямого счета счетчика 15, прекращающего счет в момент появления импульса на выходе усилителя 7. После окончания импульса на выходе усилителя 6 сигнал с генератора 11 через схему 12 совпадения поступает на вход обратного счета счетчика 15 и на пересчетный блок 9, при этом на пересчетньп блок 9 поступает число импульсов, равное числу импульсов, прошедших через схему 8 соБпаде}1ия и записанных в счетчик 15 за время фазового сдвига сигналов с датчиков 4 и 5. Это число импульсов делится на число М в пересчетном блоке 9 и в счетчик 16 результата поступит число импульсов, равное численно фазовому сдвигу сигналов. По сигналу с блока 14 управления сигнал из счетчика 16 результата перепишется в регистр памяти цифрового отсчетного блока 17. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л со 4 СХ) Oi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 0 01 L 3/10 О 01 В 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3960786/24-28 (22) 08,10,85 (46) 30.10.87. Бюл. М 40 (71) Омский политехнический институт (72) А.П,Науменко, M.Á,Ãoðäååâ, В,LI.ßõèí и А.И.Одинец (53) 531.7!7 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 574639, кл. О 01 L 3/IÎ, 1975.

Фролов Л.Б, Измерение крутящего момента. М.: Энергия, 1967, с,46-49. (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

ЗАКРУЧИВАНИЯ ВРЛЩАЮЦЕГОСЯ ВАЛА (») Изобретение относится к измерительной технике ° Целью изобретения является повышение точности измерений мгновенных значений угла закручивания вала при переходных режимах его работы. При вращении вала 1 измерительные диски 2, 3 перемещаются относительно датчиков 4, 5, наводя в них гармонические ЭДС. Укаэанные

ЭДС с помощью усилителей-ограничите— лей 6,7 преобразуются в прямоугольные импульсы, При этом сигнал с усилителя 7 отстает по фазе от сигнала с усилителя 6. При появлении сигнала на выходе усилителя 6 сигнал с генератора 11 поступает через схему 8

„„SU„„1348670 А 1 совпадения на пересчетный блок 9.

В результате в пересчетном блоке 9 записывается информация в двоичном коде о числе импульсов M в единице младшего разряда измеряемой величины (например, о числе импульсов М в 1 угла). Одновременно сигнал с генератора 11 чере". схему 8 совпадения поступает на вход прямого счета счетчика 15, прекращающего счет в момент появления импульса на выходе усилителя 7. После окончания импульса на выходе усилителя 6 сигнал с генератора 11 через схему 12 совпадения поступает на вход обратного счета счетчика !5 и на пересчетный блок 9, при этом на пересчетный блок 9 поступает число импульсов, равное числу импульсов, прошедших через схему

8 совпадения и залисанных в счетчик

15 за время фазового сдвига сигналов с датчиков 4 и 5. Это число импульсов делится на число M в пересчетном блоке 9 и в счетчик 16 результата поступит число импульсов, равное численно фазовому сдвигу сигналов, По сигналу с блока 14 управления сигнал у из счетчика 16 результата перепишется в регистр памяти цифрового отсчетного блока 17. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

13486

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь10

?О

30

40

45 ления.

Устройство для измерения угла закручивания вала работает следующим образом.

При вращении вала 1 измерительные диски 2 и 3 перемещаются относительно датчиков 4 и 5 и наводят гармоническую ЭДС в этих датчиках, которая превращается в последовательность поямоугольных импульсов усилителямиограничителями 6 и 7. При этом сиг50

55 зовано для измерения угла закручивания вращающихся валов, например коленчатого вала двигателя внутреннего с rop ания .

Целью изобретения является повышение точности измерений мгновенных значений угла закручивания вала в переходных режимах его работы эа счет компенсации погрешности, обусловленной переменной скоростью вращения, На фиг.l изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 — соответственно схемы пересчетного блока и блока управления.

Устройство (фиг, 1 ) содержит закрепляемые на валу 1 два измерительных диска 2 и 3, взаимодействующих с датчиками 4 и 5 считывания, выходы которых соединены с соответствующими входами усилителей-ограничителей 6 и 7, Выход усилителя-ограничителя 6 соединен с первыми входами схемы 8 совпадения пересчетного блока 9 и с инвертором 10, Генератор 11 подключен к вторым входам схемы 12 совпадения, пересчетного блока 9 и схемы

8 совпадения. Выход инвертора 1О под ключен к первому входу схемы 12 совпадения. Выход усилителя-ограничителя 7 связан через инвертор 13 с третьим входом схемы 8 совпадения, Третий вход схемы 12 совпадения связан с первым выходом блока 14 управления

Выход схемы 12 совпадения связан с входом обратного счета счетчика 15 и с третьим входом пересчетного блока 9. Выход пересчетного блока 9 сое динен с входом счетчика 16 результата. Вход прямого счета счетчика 15 связан с выходом схемы 8 совпадения, а его выход — с первым входом блока

14 управления, Четвертый вход пересчетного блока 9, входы сброса счетчика 15 и счетчика 16 результата соединены с вторым выходом блока 14 управления. Выходы разрядов кода счетчика 16 связаны с информационными входами цифрового отсчетного блока 17, вход записи кода — с третьим выходом блока 14 управления °

Второй вход блока 14 управления служит для установки в случае необходимости исходного состояния устройства

Пересчетный блок (фиг.2) содержит первый элемент И 18, делитель 19

7О 2 частоты, счетчик 20, счетчик 21 с начальной установкой, второй элемент

И 22. Первый и второй входы элемента

И 18 являются соответственно первым и вторым входами пересчетного блока

9, выход элемента 18 соединен со счетным входом делителя 19 частоты, выход делителя 19 частоты связан с входом прямого счета счетчика 20, выходы кода разрядов которого соединены с информационными входами счетчика 21 с начальной установкой. Вход обратного счета счетчика 21 с начальной установкой является третьим входом пересчетного блока 9. Выход второго элемента И 22 связан с входом записи кода счетчика 21 с начальной установкой, выходы обратного переноса счетчика 21 и прямого переноса. делителя 19 частоты соединены .соответственно с первым и вторым входами второго элемента И 22, выход обратного переноса счетчика 21 является выходом пересчетного блока 9. Входы установки исходного состояния делителя 19 частоты счетчика 20, счетчика 21 с начальной установкой объединены и являются третьим входом пересчетного блока °

Блок управления (фиг,3) содержит триггер 23, линии 24 и 25 задержки и элемент ИЛИ 26. Вход линии 24 задержки и вход установки нулевого состояния триггера 23 объединены и являются первым входом блока 14 уп равления. Выход триггера 23 является первым выходом блока 14 управления.

Выход линии 24 задержки соединен с входом линии 25 задержки и является третьим выходом блока управления. Вы. ход линии 25 задержки связан с первым входом элемента ИЛИ 26, второй вход которого является вторым входом блока 14 управления. Выход элемента

ИЛИ 26 соединен с входом установки единичного состояния триггера 23 и является вторым выходом блока управсигналов в градусах с точностью до

0il

На выходе счетчика 16 результата

5 число К представляется в двоичном (или двоично-десятичном) коде, который записывается в регистр памяти цифрового отсчетного блока 17 по сигналу с третьего выхода блока 14 управления. Сигнал в блоке 14 управления формируется следующи образом (фиг, 2 и 3). Сигнал с выхода обратного переноса счетчика 15 проходит через первую линию 24 задержки и поступает на !

5 вход разрешения записи цифрового отсчетного блока 17 (фиг.l) с третьего выхода блока 14 управления. Затем этот сигнал проходит через вторую линию 25 задержки (фиг,3) и поступает на элемент ИЛИ 26, с выхода которого далее поступает на вход установ. ки единичного состояния триггера 23 и устанавливает его в единичное состояние. Так как выход элемента ИЛИ

25 26 является вторым выходом блока 14 управления, то этот сигнал устанавливает счетчики 20 и 15, делитель 19, счетчик 21 с начальной установкой

В счетчик 16 результата (фиг. 1 и 2)

3р в нулевое состояние, Таким образом по окончании этого импульса либо по импульсу внешней установки исходного состояния, который поступает на второй вход блока 14 управления, а следовательно, и на второй вход элемента ИЛИ 26, устройство устанавливается в исходное состояние и готово к новому измерению.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

I, Устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала, содержащее два измерительных диска, 45 э акрепляемых на концах контролируемо го вала, два датчика считывания, связанные с измерительными дисками, первый и второй усилители-ограничители, входы которых связаны соответствен50 Ho c выходами первогo H второгo датчиков считывания, генератор, счетчик результата, первую схему совпадений, связанную первым и вторым входами соответственно с выходом первого усилителя-ограничителя и выходом генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения мгновенных значешш угла закручивания вращающегося вала в

3 1348670 нал с усилителя-ограничителя 7 отстает по фазе от сигнала усилителяограничителя 6.

В момент появления сигнала на выходе усилителя-ограничителя 6 последовательность импульсов с генератора

lI поступает через элемент И 18 (фиг.2) на делитель 19 частоты, с выхода которого — на счетчик 20, Код на выходе счетчика 20 записывается в счетчик 21 с начальной установкой импульсом переноса с делителя 19 частоты через элемент И 22. Таким образом, в счетчике 21 с начальной установкой пересчетного блока 9 хранится информация в двоичном коде о числе импульсов М в единице младшего разряда измеряемой величины, т,е ° о числе импульсов M в 1 (или 0,1, или 0,01 ). Одновременно сигнал с генератора Il (фиг.l) через схему 8 совпадения поступает на вход прямого счета счетчика 15, который прекращает счет в момент появления импульса на выходе усилителя-ограничителя

7. Этот импульс через инвертор 13 запрещает прохождение сигнала с генератора 11 через схему 8 совпадения, После окончания импульса на выходе усилителя-ограничителя 6 сигнал с генератора ll через схему 12 совпадения поступает на входы обратного счета счетчика 15 и счетчика 21 с начальной установкой (фиг.2). Обратный счет в счетчике 21 происходит до тех пор, пока не появится сигнал на выходе обратного переноса счетчика 15. Сигнал с выхода обратного переноса счетчика 15 устанавливает

RS-триггер 23 (фиг.3) в нулевое состояние, что запрещает прохождение сигнала с генератора 11 через схему

I2 совпадения (фиг.l). Таким образом, на входы обратного счета счетчика

15 и счетчика 21 с начальной установкой в пересчетном блоке 9 (фиг.2) поступает число импульсов, равное числу импульсов, прошедших через схему 8 совпадения и записанных в счетчик 15 за время фазового сдвига сигналов с датчиков 4 и 5. Это число импульсов N делится на число М счетчиком 21 с начальной установкой, и в счетчик 16 результата поступает число импульсов К, равное фазовому сдвигу сигналов, При этом, если о например, М соответствовало О, I то число К показывает фазовый сдвиг

1348670 фиг. 2 переходных режимах его работы, оно снабжено пересчетным блоком, двумя инверторами, второй схемой совпадений, блоком-управления, счетчиком, 5 цифровым от счетным блоком, первый вход пересчетного блока связан с выходом первого усилителя-ограничителя, второй — с выходом генератора, третий — с выходом второй схемы совпадения, четвертый — с вторым выходом блока управления, выход пересчетного блока соединен с входом счетчика результата, выход первого усилителя-ограничителя соединен с входом второго инвертора, выход которого подключен к первому входу второй схемы совпадения, выход второго усилителя-ограничителя через первый инвертор связан с третьим входом первой схемы совпадения, выход генератора — с вторым входом второй схемы совпадения, третий вход второй схемы совпадения соединен с первым выходом блока управления, выход второй схемы 25 совпадения — с входом обратного счета счетчика, выход первой схемы совпадения — с входом прямого счета счетчика, выход последнего — с первым входом блока управления, третий выход блока управления связан с входом разрешения записи цифрового отсчетного блока, выходы разрядов счетчика результата соединены с информационными входами цифрового отсчетно35 го блока, а входы установки исходного состояния счетчика и счетчика результата связаны с вторым выходом блока управления.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е. е с я тем, что.пересчетный блок выполнен в виде делителя частоты, счетчика, счетчика с начальной установкой, двух элементов И, первый и второй входы первого элемента И являются первым и вторым входами пересчетного блока, вход обратного счета счетчика с начальной установкой является третьим входом пересчетного блока, выход счетчика с начальной установкой соединен с первым входом второго элемента И и является выходом пересчетного блока, вхо ды установки исходного состояния делителя частоты, счетчика, счетчика с начальной установкой объединены и являются четвертым входом пересчетного блока, выход первого элемента И соединен с входом делителя частоты, выход делителя частоты — с входом счетчика и с вторым входом второго элемента И, выходы разрядов кода счетчика — с информационными входами счетчика с начальной установкой, выход второго элемента И вЂ” с входом перезаписи кода счетчика с начальной установкой.

3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что блок управления выполнен в виде триггера, первой и второй линии задержки, элемента ИЛИ, вход первой линии задержки и вход установки нулевого состояния триггера объединены и являются первым входом блока управления, первый вход элемента ИЛИ является вторым входом блока управления, выход триггера — первым выходом блока управления, выход элемента ИЛИ соединен с входом установки единичного состояния триггера и является вторым выходом блока управления, выход первой линии задержки соединен с входом второй линии задержки и является третьим выходом блока управления, а выход второй линии задержки связан с вторым входом элемента ИЛИ.

Составитель И, Петраковский

Редактор Е. Копча Техред М. Ходанич Корректор В. Гирняк

Заказ 5180/40 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4