Способ измерения угла закручивания фотоэлектрическим торсиометром

 

Использование: в измерительной технике . частности в измерителях крутящего момента или в других приборах, измеряемый параметр которых пропорционален крутящему моменту. Сущность изобретения: способ измерения угла закручивания фотоэлектрическим торсиометром заключается в том, что генерируют переменный электрический сигнал, усиливают, формируют его в виде последовательных счетных импульсов, число которых в каждой последовательности пропорционально углу закручивания упругого элемента. Затем при помоЩи счетчика суммирования подсчитывают число счетных импульсов в.каждой последовательности . При этом перед началом подсчёта числа счётных импульсов в счетной последовательности формируют одиночный импульс сброса, который устанавливает счетчик суммирования в нуль, а одиночный импульс сброса формируют длительностью, равной не менее суммы всех счетных импульсов в последовательности, начиная с фронта или спада первого из этих счетных импульсов в последовательности в процессе подсчета их числа, бил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)з 6 01 1 3/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4904857/10 (22) 22.01.91 (46) 23.05.93. Бюл. М 19 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проектированию оборудования для целлюлозно-бумажной промцшленности (72) БМ.Астамбовскйй (73) Б.М.Астамбовскйй

{56) Авторское свидетельство СССР

М 303541, кл. G 01 3 3/12, 1962.

Патент США М 4446746,кл, G 01 L 3/12, 1986. (54) СИОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ЗАКРУЧИ.ВАНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОРСИОМЕТРОМ (57) Использование: в измерительной технике,. в частности в измерителях крутящего момента или в других приборах, измеряемый параметр которых пропорционален крутящему моменту, Сущность изобретеИзобретение относится к измерительной технике, в частности к регистрации параметра, характеризующего крутящий момент, передаваемый от ведущего к.ведомому валу, и может быть использовано в измерителях крутящего момента или в других приборах, измеряемый параметр в которых пропорционален крутящему моменту, например, в . сигнализаторах с вращающейся крыльчаткой для индикацйи уровня щепы в суспензии, находящейся в пропиточном аппарате установки непрерывной варки целлюлозы.

Цель изобретения — упрощение процесса измерения. ния: способ измерения угла закручивания фотоэлектрйческим торсиомвтром заключается в том, что генерируют переменный электрический сигнал, усиливают, формируют его в виде последовательных счетных импульсов, число которых в каЖдой последовательности пропорционально углу закручивания упругого элемента. Затем при помо1ци счетчика суммирования подсчитывают число счетных импульсов в.каждой последовательности. При этом перед началом подсчета числа счетных импульсов в счетной последовательности формируютодиночный импульс сброса, который устанавливает счетчик суммирования в нуль, а одиночный импульс сброса формируют длительностью, равной не менее суммы всех счетных импульсов в последовательности, начиная с фронта или спада первого из этих счетных импульсов Я в последовательности в процессе подсчета их числа. 6 ил.

Ф

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для осуществления способа измере- 0 ния угла закручивания .фотоэлектрическим . Tîðñè0ìåòðoì; на фиг.2 — временная диаграмма, поясняющая способ; на фиг.3, 4 — К;» диски модулятора светового йотока соответ. ственно с узкими и с широкой прорезями в р секторе; на фиг.5,6 — многосекторные диски

Модулятора светового потока.

Осуществляегся способ следующим об. разом (см.фиг.1). Переменный электриче- (л» . ский сигнал генерируют при помощи Модуляцйи двумя дисками 1 и 2 с прорезями, показанными на фиг,2а и фиг.3-6, светового . 1ютОка от светОиэлучателя 3, попадающего

1817928 сквозь прорези в дисках 1 и 2 на фотоприемник 4, На выходе датчика (фотоприемника) 4 этот сигнал имеет форму, показанную на фиг.26, т,е. на участке неперекрытых узких прорезей в диске 1 с диском 2 с широкой прорезью имеются синусоидальные импульсы, à ka участке дисков без прорезей (или перекрытых прорезей) синусоидальные импульсы отсутствуют. Такая форма сигнала от датчика 4 сохраняется, если в дисках модулятора светового потока имеется йе по одному сектору прорезей (см.фиг.3,4), а по несколько одинаковых секторов (см.фиг.5,6, при этом уменьшаются лишь промежутки между последовательностями си нусоидальных импульсов); Вид сигналов от датчика 4 сохраняется также и при изменении скорости вращения дисков модулятора света, например при увеличении скорости вращения дисков 1 и:2 будет уменьшаться лишь ширина как синусоидальных импульсов, так и промежутков между ними, а форма сигнала остается аналогичной. Поскольку угол секторов с прорезями а (cM.ôèã,3-6) равен максимальному углу закручивания передающего крутящий момент упругого элемента, например торсиона или пружины, с концами которого скреплены диски 1 и 2 (на фиг.1 упругий элемент не показан), и в секторе с углом а имеется определенное число прорезей(например, при а=15 имеется всекторе диска 1 десять прорезей, так что одной прорези соответствует угол закручивания

1,5О), то числу импульсов в каждой последофательности соответствует фактический угол закручивания упругого элемента (в данном примере в градусах), т.е, угол закручивания упругого элемента фотоэлектрического торсиометра прямо пропорционален числу синусоидальных импульсов в последовательности, Сигнал, имеющий форму, показанную на фиг.2б, с помощьюусилителяформирователя 5 формируют в последовательности узких импульсов, показанных на фиг.2в, число которых в каждой последовательности также пропорционально углу закручивания упругого элемента фотоэлектрического торсиометра. Этот сигнал (фиг.2в) подвергают цифровой обработке, при которой подсчитывают число узких импульсов в последовательности с помощью счетчика суммирования 6. Одновременно с подсчетом числа узких импульсов в последовательности в процессе их подсчета, начиная с фронта (см.фиг.4), либо со спада (нв фиг.2 не показано) первого из этих узких импульсов в последовательности с помощью формирователя одиночного импульса 7 формируют широкий импульс длительностью t не менее суммы периодов Ti следования всех узких импульсов в последовательности. т.е. п =10

t >, Ti (для приведенного примера, 5 n=1 когда число узких прорезей в секторе с углом а п= 10, t > и Ti > 10 Ti). Полученный таким образом одиночный импульс (см.фиг.2д) с выхода формирователя одиноч10 ного импульса 7 подают на вход установки в нуль счетчика суммирования 6, благодаря чему устанавливают (сбрасывают) счетчик суммирования в нуль перед началом подсчета узких импульсов s следующей последова15 тельности и таким образом формируют выходной электрический сигнал в цифровом коде, представляющий мгновенное значение измеряемого угла закручивания, Этот сигнал с выхода счетчика суммирования 6

2р может быть подан, например, через буферный регистр памяти 8 (как показано пунктирными линиями на фиг.1) или непосредственно на дешифратор 9, дешифрирован, а затем выведен на цифровой индикатор 10

25 для визуального наблюдения, или может быть введен в 38М11, и использован для автоматического управления каким-либо технологическим процессом (например, для автоматического поддержания уровня ще30 пы в суспензии, находящейся в герметичном растворе, заполненном жИдкостью, или для автоматического регулирования нагрузки на валу какой-либо машины), Следовательно; предлагаемый способ измерения

35 угла закручивания является промышленно применимым.

В устройстве для осуществления способа в качестве светоизлучателя 3 может быть применен диод инфракрасного спектра из40 лучения, например типа АЛ107, в качестве фотоприемника 4 — фотодиод типа ФД256, в качестве усилителя-формирователя 5— компаратор К521СА3, счетчика суммирования 6 — микросхема К155ИЕ5, а в качестве

45 формирователя одиночного импульса сброса 7 — микросхема типа К155АГЗ или другие, Использование предлагаемого способа позволяет упростить процесс измерения уг- . ла закручивания фотоэлектрическим торси5р ометром, а также упростить устройство для его оСуществления, что повышает надежность измерения угла закручивания, так как . меньшее число элементов в устройстве для осуществления способа снижает количество

55 отказов в работе. Кроме того снижается себестоимость осуществления предлагаемого способа.

Формула изобретения

Способ измерения угла закручивания фотоэлектрическим торсиометром, заклю1817928 чающийся в том. что генерируют переменный электрический сигнал, усиливают и формируют его в виде последовательностей счетных импульсов, число которых в каждой последовательности пропорционально углу закручивания упругого элемента, а затем при помощи счетчика суммирования подсчитывают число счетных импульсов в каждой последовательности, при этом перед началом подсчета числа счетных импульсов в следующей последовательности формируф ют одиночный импульс сброса, которым устанавливают счетчик суммирования в нуль, . отличающийся тем,что,сцелью упрощения процесса измерения, одиноч-

5 ный импульс сброса формируют длительностью, равной не менее суммы периодов следования всех счетных импульсов в последовательности, начиная с фронта или спада первого из этих счетных импульсов в t0 последовательности в процессе подсчета их числа.

8 7 ""-:, У " .: i4

1817928 г

° Составитель Б.Астамбовский

Редактор Т.Мельникова Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Заказ 1849 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретейиям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101