Устройство для измерения мощности на валу

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1I) А1 (дц 4 С 01 L 3/24

gf Г n <

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4032306/24-10 (22) 04.03.86 (46) 15.11.87. Бюл. У 42 (71) Тольяттинский политехнический институт и Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) В.К.Иакурский, Д.И.Гурьянов„

С.Д.Усов и А.А.Михайлов

)(53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 315697, кл. G 01 L 3/10, 1964.

Авторское свидетельство СССР

Ф 690339, кл. G 01 L 3/24, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОС-

ТИ НА ВАЛУ (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике. Цель изобретения †.повышение точности. Измерение мощности состоит их трех этапов. За время действия первого полного импульса датчика 1 происходит выбор частоты счета. По окончании действия второго импульса в реверсивном счетчике 3 будет записано число, пропорциональное углу закрутки упругого вала и его частоте вращения. Отрицательный фронт второго импульса датчика 1 преобразуется формирователем 20 импульсов в узкий. импульс, который через элемент ИЛИ 15 устанавливает реверсивный счетчик 3 в нулевое состояние и через элемент ИЛИ 16 устанавливает коммутатор 18 в режим "Сложение". За время действия третьего импульса датчика 1 в реверсивном счетчике будет записано число, пропорциональное частоте вращения вала, а его отрицательный фронт в формирователе 21 преобразуется в узкий импульс, устанавливающий схему устр-ва в исходное состояние.

Устр-во позволяет измерять крутящий момент, передаваемый валом, а также мощность на валу. 2 ил..

135225

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть исп6льзовано для измерения мощности и крутящего момента, перевиваемого вращающимся валом. 5

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — эпюры сигналов на выходах элементов устрой- 1О ства.

Устройство для измерения мощности на валу содержит два импульсных датчика 1 и ?, реверсивный счетчик 3, два делителя 4 и 5 частоты, выполнен15 ные в виде двоичных счетчиков, гене- . ратор 6 импульсов, подключенный к входу делителя 4 частоты, шесть схем

И 7-12, четыре элемента ИЛИ 13-16, кольцевой распределитель 17 импульсов, два коммутатора 18 и 19, три формирователя 20-22 импульсов, триггер 23 и ключ 24 "Пуск".

Входы элемента ИЛИ 13 подключены

25 соответственно к выходам схем И 7 и

8, первый вход элемента ИЛИ 14 подключен к выходу схемы И 9, а выходы кольцевого распределителя 17 импульсов подключены соответственно к первым входам схем И 7, 8 и 10, вторые входы которых подключены к импульс- ному датчику 1 и,входу кольцевого распределителя 17 импульсов. Выходы коммутатора 18 подключены соответственно к суммирующему и вычитающему . 35 .входам реверсивного счетчика 3, установочный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 15, а выход— к счетному входу триггера 23, установочный вход которого подключен к установочному входу делителя 5 частоты и к первым входам элементов ИЛИ 15 и 16, вторые входы которых через формирователь 20 импульсов подключены к выходу схемы И 8 и к первому входу 45 схемы И 11, второму входу которой подключен импульсный датчик 2, а к выходу — первый управляюгр и вход коммутатора 18, второй управляющий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 16.

Младшие разряды делителя 4 частоты подключены к соответствующим информационным входам коммутатора 19, а старший разряд делителя 4 частоты подключен к первому входу схемы И 12, второй вход которой подключен к выходу схемы И 10, а выход — к входу де9 2 лителя 5 частоты, старшие разряды которого подключены к соответствующим управляющим входам коммутатора 19, выход которого подключен к первому входу схемы И 9, второй вход которой подключен к выходу элемента ИЛИ 13.

Формирователь 2 1 импульсов включен между выходом схемы И 7 и установочным входом делителя 5 частоты.

Формирователь 22 импульсов включен между вторым входом элемента ИЛИ 14 и выходом триггера 23, подключенного к третьим входам элементов ИЛИ 15 и

16. На фиг.2 показаны: эпюра сигнала

25 на выходе импульсного датчика 1, эпюра сигнала 26 на выходе импульсного датчика 2, эпюра сигнала 27 на выходе схемы И 10, эпюра сигнала 28 на выходе схемы И 8, эпюра сигнала

?9 на выходе схемы И 7, эпюра сигнала

30 на выходе формирователя 20, эпюра сигнала 31 на выходе формирователя 2 1.

Отрицательные импульсы сигналов 25 и ?6 соответствуют меткам, расположенным по концам упругого вала. Импульсные датчики 1 и 2 расположены таким образом, что их импульсы смещены примерно на 0,5 T„.

Устройство для измерения мощности на валу работает следующим образом.

При изменении мощности на валу изменяется угол закрутки упругого вала и, соответственно, изменяется соотношение длительностей t и (фиг.?). Разность at = t z — t, пропорциональна углу закрутки упругого вала q и частоте И вращения вала.

Цикл измерения мощности состоит из трех этапов. Во время первого этапа грубо оценивается частота о вращения вала и выбирается частота счета. Во время второго этапа измеряется at а во время третьего — частота Q вращения вала.

Работа устройства начинается после срабатывания в момент времени ключа ?4 "Пуск".

Кольцевой распределитель 17 устанавливается в состояние, по которому разрешающий уровень подается на .схему И 7 и на ее выходе появляется остаток положительного импульса датчика 1 (фиг.2, эпюра 29). Отрицательный фронт этого импульса в формирователе ?1 преобразуется в короткий импульс, с помощью которого все устройство для измерения мощности устанавливается в исходное состояние.

135"259

Счетчики делителя 5 частоты и реверсивный счетчик 3 сбрасываются в "A" коммутатор 18 устанавливается в режим

"Сложение, а с триггера 23 на выход устройства подается сигнал, соответствующий знаку +" кода реверсивного счетчика 3. Следующий положительный импульс датчика 1 переводит кольцевой распределитель 17 в состояние, при 1р котором разрешающий уровень подается на схему И 10. Одновременно импульс датчика 1 через схему И 10 подается в качестве разрешающего уровня на схему И 12. На вход делителя 5 час- 15 тоты через схему И 12 поступают импульсы с выхода делителя 4 частоты.

Частота импульсов подобрана таким образом, что за время действия импульса датчика 1 (фиг. 2, эпюра 27) на стар-, 20 ших разрядах двоичного счетчика делителя 5 частоты формируется код числа и который изменяется на единицу при изменении числа импульсов в делителе

5 частоты в два раза. На выходах делителя 4 частоты иэ сигнала генеф тора 6 импульсов с частотой f формируются сигналы с частотами, отличными в два раза друг от друга (f ° 2 " ). Коммутатор 19 управляется Зр кодом числа и и при увеличении в делителе 5 частоты числа импульсов в два раза подключает к своему выходу следующий выход делителя 4 частоты с частотой импульсов в два раза

35 меньшей. Таким образом, за время действия первого полного импульса датчика 1 происходит выбор частоты счета.

Второй импульс датчика 1 перево- 4р дит кольцевой распределитель 17 в состояние, при котором разрешающий . уровень подается на схему И 8. Одновременно импульс датчика 1 через схему И 8 и элемент ИЛИ 13 подается в качестве разрешающего уровня на схему И 9. Импульсы выбранной частоты счета с выхода коммутатора 19 через схему И 9, элемент ИЛИ 14 и коммутатор 18 поступают на суммирую! щий вход реверсивного счетчика 3.

Одновременно сигнал импульсного датчика 1 в качестве разрешающего уровня поступает на вход схемы И 11. Отрицательный фронт импульса с выхоца датчика 2 через схему И 11 (фиг.2, эпюры 26 и 27) поступает на второй управляющий вход коммутатора 18 и переводит реверсивный счетчик 3 в ш(р

2 ю ш где С, — коэффициент пропорциональности, Р=С

1 режим "Вычитание", Если время t >

ot<, то при переходе реверсивного счетчика 3 через нулевое состояние на его выходе формируется сигнал, который опрокидывает триггер 23.

Сигнал с выхода триггера 23 через элемент ИЛИ 16 переводит коммутатор

18 в режим "Сложение", через элемент

ИЛИ 15 устанавливает реверсивный счетчик 3 в нулевое состояние, через формирователь 22 импульсов, элемент

ИЛИ 14 и коммутатор 18 записывает в реверсивный счетчик 3 единицу, которая, потерялась при переходе реверсивного счетчика 3 через "0", и формирует знаковый сигнал "-". По окончании действия второго импульса в реверсивном счетчике 3 записывается число + m, пропорциональное углу закрутки упругого вала и его частоте ц вращения. Отрицательный фронт второго импульса датчика 1 преобразуется формирователем 20 импульсов в узкий импульс, который через элемент ИЛИ 15 устанавливает реверсивный счетчик 3 в нулевое состояние и через элемент

ИЛИ 16 устанавливает коммутатор 18 в режим "Сложение".

Третий импульс датчика 1 переводит кольцевой распределитель 17 в состояние, при котором разрешающий уровень подается на схему И 7. Одновременно импульс датчика 1 через элемент

ИЛИ 13 в качестве разрешающего уровня поступает на вход схемы И 9.

Импульсы выбранной частоты счета с выхода коммутатора 19 через схему

И 9, элемент ИЛИ 14 и коммутатор 18 поступают на реверсивный счетчик 3.

За время действия третьего импульса датчика 1 в реверсивном счетчике 3 записывается число ш, пропорциональное частоте И вращения вала. Отрицательный фронт третьего импульса датчика 1 в формирователе 21 преобразуется в узкий импульс, который устанавливает всю схему устройства в исходное состояние. При этом цикл измерения заканчивается, а по приходу следующего импульса датчика 1 начинается новый цикл измерения.

При этом мощность P на валу определяется из выражения

1352259

Предлагаемое устройство позволяет также измерять передаваемый валом крутящий момент M и частоту 0 вращения вала

10 где К вЂ” число меток на валу.

Формула изобретения

Устройство для измерения мощности на валу, содержащее два импульсных датчика, связанных с метками, расположенными по концам упругого вала, реверсивный счетчик, генератор им- 20 пульсов и подключенный к нему делитель частоты, шесть схем И и два элемента ИЛИ, входы первого из которых подключены соответственно к выходам первой и второй схем И, а первый 25 вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу третьей схемы И, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены триггер, подключенный к выходу ревер- 30 сивного счетчика, третий и четвертый элементы ИЛИ, кольцевой распределитель импульсов, выходы которого подключены соответственно к первым входам первой, второй и четвертой схем

И, вторые .входы которых подключены .к первому импульсному датчику и к входу кольцевого распределителя им" пульсов, два коммутатора, выходы первого из которых подключены соответ- 40 ственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, установочный вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, второй делитель частоты, выполненный в виде двоичного счетчика, старшие разряды которого подключены к соответствующим управляющим входам второго коммутатора, выход которого подключен к первому входу третьей схемы И, второй вход которой подключен к выходу первого элемента ИЛИ, и три формирователя импульсов, первый из которых включен между выходом первой схемы

И и установочным входом второго делителя частоты, подключенным к первым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ,вторые входы которых через второй формирователь импульсов подключены к выходу второй схемы И и .к первому входу пятой схемы И, к второму входу которой подключены второй импульсный датчик, а к выходу — один управляющий вход первого коммутатора, другой управляющий вход которого подключен к выходу четвертого элемента

ИЛИ, при этом делитель частоты выполнен в виде двоичного счетчика, младшие разряды которого подключены к соответствующим информационным входам второго коммутатора, а старший разряд делителя частоты подключен к первому входу шестой схемы И, второй вход которой. подключен к выходу четвертой схемы И, а выход — к входу второго делителя частоты, установочный вход которого подключен также к установочному входу триггера, выход которого подключен к третьим входам третьего и четвертого элементов ИЛИ и через третий формирователь импульсов — к второму входу второго элемента ИЛИ.

1352259 фиг. 2

Редактор M.Ïåòðàâà

Заказ 5555/37 Тираж 776 Подписное

RHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектн ая, н я 4

Е

77у с

Составитель А.Амаханов

Техред А.Кравчук Корректор JI,Пилипенко