Цифровой измеритель мощности

 

О П И С.:А.Н И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (il) 763705

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9673874 (22) Заявлено 070478 (21) 2600976/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150980 Бюллетень ¹ 34 (51)М. Кл 3

6 О1 (. 3/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 531. 781 (088.8) Дата опубликования описания 15.09,80 (72) Авторы изобретения

В.A.Ãoí÷àðóê, О.M.Äåðôåëü, Э.A.Êóðáàòîâ и A.Ï.Oëåéíèêîâ (71) Заявите.ль (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в дискретных измерителях мощности, передаваемой вращающимися валами.

В основном авт.св. Р 673874 описан цифровой измеритель мощности„содержащий измеритель деформации, датчики деформации, формирователи импульсов и схему управления (1j .

Недостатком этого устройства .является отсутствие в нем схемы; обеспечивающей устранение погрешностей, вносимых формирователями сигналов датчиков деформации вала. Вследствие малой величины деформации (угла закручивания)вала, передающего крутя-. щий.момент, погрешности формировате- 2р лей, преобразующих в импульснуЮ форму сигналы двух датчиков деформации, закрепленных в контрольных сечениях вала, и изменение этих погрешностей во времени в результате "уходов" 25 параметров формирователей (по произвольному закону) существенно снижают точность измерения угла закручива— ния вала и, следовательно, точность измерения мощности. 30

Цель изобретения — повышение точности измерения мощности.

Указанная цель достигается тем, что в измеритель введены управляющий триггер и две ключевые схемы, одна из которых включена между выходом первого датчика деФормации и формирователем импульсов второго датчика деформации, который соединен с этим формирователем через вторую ключевую схему, причем управляющие входы ключевых схем подключены соответственно к единичному" и "нулевому" выходам управляющего триггера, установочные входы которого связаны с командными выходами схемы управления.

На чертеже представлена функциональная схема измерителя. В состав измерителя входят: фазовый измеритель деформации 1, включающий в себя дат-. чики деформации 2 и 3, формирователи

4 и 5 импульсов, фазовый дискриминатор 6, ключевые схемы 7 и 8 и управляющий триггер 9, задающий генератор

10, схема управления 11, логические схемы 12 и 13, реверсивный счетчик

14 измерения деформации, счетчик 15 результата, анализаторы "0" 16 и 17

763705

Устройство работает следующим 50 образом.

Перед началом каждого цикла измерения мощности реализуется режим подстройки. По сигналу с первого командного выхода схемы управления 11 триггер 9 Устанавливается в "единичное" состояние, в результате чего ключевая схема 8 закрывается, а схема 7 открывается, и выходной сигнал от датчика деформации 2 подключается ко входам обоих формирователей 4 и 5. На выходах формирователей 4 и 5 получаемые сигналы, в зависимости от различия характеристик формирователей, могут иметь некоторую раз. ность фаз + и Т „величина и знак кото-. 65

Выход датчика деформации 2 соединен со входом формирователя 4 и информационным входом ключевой схемы 7.

Выход датчика деформации 3 через информационный вход ключевой схемы 8 связан со входом формирователя 5, 5 к которому также подключен и выход ключевой схемы 7. Управляющие входы ключевых схем 7 и 8 соединены соответственно с "единичным" и "нулевым" выходами управляющего триггера 9, 10 чьи установочные входы связаны с первым и вторым командными выходами схемы управления 11. Выходы формирователей 4 и 5 подключены ко входам фазо вого дискриминатора б, знаковый выход которого связан со знаковым входом логической схемы 12, а его информационный выход связан с измерительным входом схемы 12. Измерительный вход логической схемы 13 соединен с выходом одного из формирона- 20 телей импульсов (например, формирователя 5). Синхронизирующие входы схем 11-13 подключены к выходу задаю. щего генератора 10. Первый и второй режимные выходы схем упранления 11 связаны соответственно с первыми и вторыми режимными входами логических схем 12 и 13. Первый и второй выходы логической схемы 12 соединены соответственно с суммирующим и вычи-. тающим входами счетчика 14. Выход логической схемы 13 подключен ко входу счетчика 15. Выходы счетчиков 14 и

15 через анализаторы "0" 16 и 17 связаны с перным и вторым командными входами схемы управления 11.

Работа цифрового измерителя мощности заключается в том, что н каждом цикле измерения мощности осуществляется автоматическая коррекция измеряемой величины сдвига фаз между сигналами с выходов датчиков деформации (характеризующего величину крутящего момента) на величину, соответствующую разности фаэ (погрешности) между формирователями, путем подключения 45 с помощью ключевых схем сигнала от одного из датчиков деформации ко входам обоих формирователей импульсов. рой определяются фазоным дискриминатором б.

Длительность импульсного сигнала на информационном выходе дискриминатора б равна величине разности фаэ, а "высокий" или "низкий" потенциал на знаковом выходе дискриминатора б соответствует положительному или отрицательному знаку разности фаэ.

В режиме подстройки сформированный на первом режимном выходе схемы управления 11 потенциал подается на первый режимный вход логической схемы 12. При этом логическая схема 12 с помощью импульсов задающего генератора 10 (период следования которых

Т )преобразует поступающие на ее изсг мерительный вход сигналы от фазового дискриминатора б н пачки импульсов, которые в зависимости от знака разности фаз подаются на суммирующий или нычитающий вход ренерсивного счетчика 14.

В течение интервала времени, отводимого на режим подстройки (равного по длительности рабочему режиму измерения разности фаз датчиков 2 и 3) н реверсивном счетчике 14 определяется число импульсов опорной частоты, пропорциональное величине и знаку сдвига фаэ на выходах формирователей

4 и 5, вызванного погрешностями формирователей. При этом знак этого числа противоположен знаку разности фаз, т.е ° в случае положительного знака разности фаз счет импульсов в счетчике 14 идет по вычитающему каналу, а в случае отрицательного знака — по суммирующему каналу. Таким образом, в результате счета в режиме подстройки число в счетчике

14 характеризует величину — (+ Тр ).

В рабочем режиме измерения разности фаз по сигналу со второго командного выхода схемы управления 11 триггер 9 устананливается в "нулевое" состояние, в результате чего ключевая схема 7 закрывается, а схема 8 открывается и на входы формирователей 4 и 5 поступают соответствующие сигналы от датчиков деформации 2 и 3.

При этом измеряется реальный сдвиг фаз между датчиками 2 и 3, определяемый как крутящим моментом, так и существующими погрешностями, вносимыми, формирователями, т.е.

АСТМ !LT мкр

Так как импульсы, характеризующие эту величину, суммируются с содержи,мым счетчика 14, полученным в режиме подстройки, то в результате в счетчике 14 будет число импульсов, пропорциональное величине

Эта величина характеризует только сдвиг фаз датчиков деформации 2 и 3, 763705

Формула изобретения

Составитель Н. Вовчук

Редактор Т. Орловская Техред И. Асталош Корректор С. Шекмар

Заказ 6270/35 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 определяемый крутящим моментом М

gp y без учета погрешностей формирователей

4 и 5.

Режим измерения разности фаз выполняется в течение интервала времени, отсчитываемого счетчиком 15, на который через логическую схему 13

5 (управляемую от сигнала с первого режимного выхода схемы управления 11) поступают импульсы от задающего генератора 10.

Переход к режиму измерения мощности осуществляется при переполнении счетчика 15 и поступлении через анализатор "0" 17 сигнала на второй командый вход схемы управления 11.

При этом происходит переключение 15 разрешающего потенциала на второй режимный выход схемы управления 11, в результате чего логическая схема

12 подключает к вычитающему каналу счетчика 14 сигналы, поступающие от задающего генератора 10, а логическая схема 13 подключает ко входу счетчика 15 сигналы, поступающие с выхода одного из формирователей (например, с формирователя 5). Частота следования этих сигналов пропорциональна скорости вращения вала.

Таким образом, в счетчике 15 эа время, пропорциональное М„,подсчитывается число импульсов, пропорциональное скорости вращения вала, что и соответствует измеряемой мощности, передаваемой вращающимся валом.

Таким образом, введение в устройство двух ключевых схем и связанното с ними управляющего триггера позволяет обеспечить режим автоматической подстройки, в результате которого в каждом цикле измерения мощности производится коррекция измеряемого значения сдвига фаз датчиков деформации на величину погрешности, вносимой различием характеристик формирователей сигналов датчиков, за счет чего повышается точность измерения мощности.

Цифровой измеритель мощности по авт.св. 9 673874, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены управляющий триггер и две ключевые схемы, одна из которых включена между выходом первого датчика деформации и формирователем импульсов второго датчика деформации, который соединен с этим формирователем через вторую ключевую схему, причем управляющие входы ключевых схем подключены соответственно к "единичному" и "нулевому" выходам управляющего триггера, установочные входы которого связаны с командными выходами схемы управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 673874, . G 01 L 3/10, 1977 (прототип).