Устройство для измерения мощности

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>76937! (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.11.75 (21) 2187054/21 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (51) М.Кл. С 01 L3/24

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 621.317.799 (088,8) (45) Дата опубликования описания 10.11.80 (72) Авторы изобретения

P С. Ермолов, P. А. Ивашев и Г. Ф. Морозов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ

Изо6ретение относится к приборостроению, в частности к электронным приборам, предназначенным для .измерения мощности, преимущественно двигателей внутреннего сгорания. Устройство может быть использовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве устройства, встраиваемого в диагностическую измерительную систему.

Известно устройство для измерения мощности, содержащее датчик частоты вращения, подключенный через селектор уровня к программному переключателю, генератор временных импульсов, реверсивный счетчик, соединенный с индикатором через аналоговое вычислительное устройство, состоящее из цифро-аналогового преобразавателя и блока весовых сопротивлений (Ц.

Однако невысокая точность измерения мощности двигателей этим устройством вызвана влиянием колебательной составляющей переходного процесса разгона двигателя на результат измерения, кроме того устройству свойственно наличие значительной погpBIIIHocTH дискретности, поскольку заполнение реверсивного счетчика осуществляется импульсами датчика частоты вращения, частота следования которых невысока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения мощности, например, двигателей внутреннего сгорания, содержащее

5 датчик частоты аращения,,выход .которого соединен с сигнальным входом ключа и с его управляющим входом через селектор уровня, счетчик импульсов,и вычислитель (2).

10 Искажения переходного процесса при его преобразовании вызываются динамической погрешностью преобразователя частоты в напряжение,и фильтрацией колебательной составляющей переходного про15 цесса и приводят к тому, что фиксируемые селектором уровня угловые скорости отличаются от заданных. Это снижает точность измерения.

Целью изобретения является повьвше20 ние точности измерения устройства.

Достигается это тем, что в устройство, содержащее датчик частоты вращения, выход которого соединен с сигнальным входом ключа и с его управляющим входом

25 через селектор уровня, счетчик импульсов и вычислитель, введены блок формирования угловых отметок, задатчик номера угловой отметки, распределитель сигналов, генератор импульсов образцовой частоты и вентили, причем выход ключа подключен через

769371

15

Nrl 10 Ti

25 зо

35 (2) 40

60 л,-,+c

Уг — fo Х к

65 блок формиравания угловых отметок к распределителю сигналов и к задатчику номе,ра угловой отметки, а счетный вход счетчика импульсов соединен с выходом генератора импульсов образцовой частоты,первый выход распределителя сигналов соединен с установочным входом счетчика импульсов, второй выход — с управляющим, входом .вентилей, включенных между выходом очетчика импульсов и информационным входом вьгчислителя, третий выход — с другим управляющим входом ключа и с входом управления вычислителя, а выход задатчика номера угловой отметки подключен к управляющему, входу блока форми,рования угловых отметок.

На чертеже .представлена блок-схема устройства для измерения мощности.

Устройство содержит датчик 1 частоты вращения, селектор у ровня 2, ключ 8, блок

4 формирования угловых отметок, задатчик 5 номера угловой отметки, распределитель сигналов б, генератор 7 импульсов образцовой частоты, счетчик импульсов 8, .вентили 9,,вьичислитель,10.

Устройство работает следующим образо,м.

Перед началом измерения вручную по командам оператора или автоматически по командам блока управления диагностической измерительной системы в задатчик 5 .вводится число импульсов, равное Nq< и определяемое периодом колебательной составляющей данной марки двигателя, а также числа, импульсов Уср1 — — 1 + 1 и

Угрг = Ncp +l. В частном случае, когда угловая скорость вращения определяется за один период следования Т; импульсов датчика 1 частоты вращения l = 1 и соответственно Nqi — — 2, à Nq>» — — %р +1, l — число периодов Т. Также вручную или автоматически в исходное состояние устанавливается блок 4 формирования угловых отметок, задаток 5 устанавливается в положение, соответствующее коду числа .импульсов

Nyp = 1 на своем выходе, и вводится соответствующая данной ма рке двигателя уставка .момента орабатьгвания селектора уровня 2.

Затем резкой подачей топлива двигатель разгоняется до максимальной угловой скорости. Селектор уровня 2 по сигналам датчика 1 непрерывно следует за увеличи.вающейся скоростью двигателя и в момент достижения ею задан|ного эначения формирует импульс .на выходе. По этому импульсу, поступающему на первый управляющий вход ключа 8, последний разблокируется и нмпулысы с выхода датчика 1, следующие с лериадом следования Т,, поступают на счетный вход блока 4, порог срабатывания которого в этот момент равен единице (%ро — — 1). По первому же импульсу, поступающему с выхода ключа 3 .в блок 4, последний формирует,на своем выходе импульс, который поступает на управляющий вход задатчика 5 номера угловой отметки и на вход,распределителя сигналов б. При этом на выходе задатчика 5 устанавливается код числа Nap„a на первом выходе распред елителя б появляется импульс, устанавлевающий счетчик 8 в исходное нулевое состояние.

К моменту прихода %р1-го импульса на вход блока 4 в счетчике 8, на вход которого поступают импульсы с выхода генератора 7 с частотой fp, будет за фиксировано число

N импульсов, равное

Число N обратно пропорционально угловой скорости вращения вала двигателя а на начальном участке измерения. В момент прихода Nrpi-го импульса блок 4 формирует импульс, .по которому на выходе задатчика 5 устанавливается код числа

У р, а распределитель сигналов 6 вырабатывает импульс на своем, втором выходе, поступающий на управляющий вход вентилей 9. При этом вентили 9 разблокируются и код, числа N< с выхода счетчика импульсов 8 считывается в запоминающее устройство вычислителя 10.

К моменту прихода Nq<-го импульса на вход блока 4 в счетчике 8 будет зафиксировано число Ng импульсов, районное

Число Nq пр опорционально времени

Тверд прохождения валом двигателя в про,цессе его разгона угла поворота р, равного или кратного периоду колебательной составляющей переходного процесса, выраженному в единицах угловой, величины. В момент прихода Ур-го импульса по:сигналу блока 4 на выходе задатчика 5 устанавливается код числа %рг, а по сигналу,появляющемуся на,втором выходе распределителя б, вентили 9 снова разблокируются и .код чйсла Уд .переписывается в вычислитель 10. Через время, необходимое для уверенной переписи кода счетчика импульсов

:8,в,вычислитель 10, появляется сигнал на первом выходе распределителя сигналов б, устанавливающий счетчик 8 в исходное нулевое состояние.

iB результате к моменту л рихода Nq»-го импульса на вход блока 4 в счетчике 8 будет зафиксировано число N> импульсов равное

769371

Число N2 обратно пропорционально угловой скорости вращения вала двигателя в на конечном участке измерения ускорения. В момент прихода %р .го импульса по сигналу с выхода блока 4 задатчик 5 будет установлен в исходное состояние, а по сигналу на .втором выходе распределителя б в вычислитель 10 будет считан код числа

Nq. Через время, необходимое для уверенной переписи кода счетчика 8 в вычислитель 10, на третьем выходе распределителя сигналов б появляется сигнал, который блокирует по второму управляющему входу ключ 8 и одновременно вырабатывает команду на вычисление вычислителю 10.

iC учетом выражений (1), (2) и (3) вы.ражение для вычисления мощности принимает вид где С вЂ” коэффициент, пропорциональный

/О . При этом величины Уь N,è N> являются переменными для вычислителя 10, а величина С является постоянной дляданной,марки двигателя и вводится в вычислитель 10 перед началом измерений. Введeниe блока формирования угловых отметок, задатчика номера угловой отметки, распределителя оигналов, генератора импульсов образцовой частоты и .вентилей выгодно отличает цредлагаемое устройство от известных, так как позволяет повысить точность измерения за счет, во-первых, компенсации, влияния колебательной составляющей переходного процесса на результаты измерения,без искажения переходного процесса разгона двигателя, и, вовторых, снижения погрешности дискретности. Первый эффект достигается тем, что врвмя измерения,в предлагаемом уст ройстве.равно или кратно периоду колебательной составляющей переходного процесса, а измерение угловых скоростей .в начале и конце участка измерения осуществляется без фильтрации переходного процесса. Снижение погрешности дискретности достигается тем, что заполнение счетчика импульсов осуществляется импульсами генератора об.ра зцо.вой частоты, величина которой может быть сделана достаточно велика.

Формула изобретения

Устройство для измерения мощности, например, двигателей внутреннего сгорания, содержащее датчик частоты вращения, выход которого соединен с сигнальным входам ключа и с его управляющнм входом через селектор уровня, счетчик импульсов и вычислитель, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок формирования угловых отметок, задатчик номера угловой отметки, 1распределитель сигналов, генератор импульсов образцовой частоты и вентили, причем, выход ключа подключен через блок формирования угловых отметок к распределителю сигналов и к задатчику номера угловой отметки, а счетный вход счетчика импульсов соединен с выходом генератора импульсов образцовой частоты, первый выход распределителя сигналов соединен с установочным входом счетчика импульсов, второй выход — с управляющим входом вентилей, включенных между .выходом счетчика импульсов и информационным входом вычислителя, третий выход — с другим управляющим входом ключа и с входом управления вычислителя, а выход задатчика номера угловой отметки подключен к управляющему входу блока формирования угловых отметок.

Источники информации, принятые so внимание при экспвртизе:

1. Авторское свидетельство № 314088, кл. G F01 1 23/О8, 24.О7.69.

45 2. Патент США № 3581561, кл. G 01 М

15/ОО, 27.10.69.

769371

Составитель В. Чернявский

Техред О. Павлова

Корректор С. Файн

Редактор E. Гончар

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1228/1256 Изд. № 472 Тираж 1033 Подписное

НПО сПоиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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