Фотоэлектрический динамометр момента вращения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналнсткческик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) ЗаЯвлено 25,05.81 (21) 3292745/18-10 (5 ) M. Кд.з с присоединением заявки ¹G 01 L kg 12

Государствеииый комитет

СССР

" но делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 15.1182. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 151182 (53) УДК 5З1. 781 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л.М.ДУховный, К.Ю.Скибневски

Государственный всесоюзный о

Знамени научно-исследователь ремонта и эксплуатации машин (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР MOHEHTA

ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к силоизме-, рительной технике и может быть использовано для измерения момента вра щения на валах транспортных средств в процессе диагностирования их технического состояния.

Известен фотоэлектрический динамометр момента вращения, содержащий установленные. на валу два растровых диска с секторными щелями и заслонка» ми, размещенные по разные стороны от дисков фотоприемник и источник света, и измерительную цепь (1).

Однако данный динамометр не обес« печивает требуемой точности измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является фотоэлектрический динамометр момента вращения, содержащий установленные на валу два растровых диска с основным рядом секторных щелей, угловая ширина которых в два раза больше ширины перемычек между ними, основную фотоэлектрическую пару, источник. света и фотоприемник .которой расположены по разные стороны от дисков, основной информационный тракт в виде последовательно соединенных усилителя-ограе ннчителя, вход которого связан с основным фотоприемником, дифференцирующего блока и одностороннего ограничителя, измерительную схему со счетным триггером на входе (2).

Недостатком известного динамометра является ограниченный диапазон измерения, Цель изобретения — расширение диапазона измерения.

Указанная цель достигается тем, что в динамометр введены дополнительные фотоэлектрическая пара и информационный тракт и последовательно соединенные частотомер, электронный коммутатор и однополярный инвертор, а в дисках выполнены на радиусе, отличном от радиуса основных щелей, дополнительные равномерно расположенные одинаковые секторные щели с угловым шагом, равным угловому шагу основных щелей, причем дополнительные щели имеют разнополярный угловой сдвиг относительно соответствующих основных секторных щелей на l/12 углового шага, при этом выходы односторонних ограничителей информационных трактов соединены с соответствующими входами частотомера, З0 выход однополярного инвертора свя974158 зан со входбм счетного триггера, а выходы дифференцирующих блоков дополнительно соединены с электронньм коммутатором.

На фиг. 1 изображена функциональная схема- предлагаемого динамометра; иа фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющее его работу.

Фотоэлектрический динамометр момента вращения (фиг. 1) содержит растровые диски 1 и 2, сопряженные с закручиваемым валом 3 с помощью фланцев 4 и 5. На дисках выполнены основной и дополнительный ряды секторных щелей. Угловая ширина секторных щелей основного ряда в два раза больше угловой ширины перемычек между ними. Дополнительный ряд щелей на дисках 1 и 2 выполнен в виде равномерно расположенных одинаковых секторных растров с угловым шагом, равным угловому шагу основных растров, Каждый из,цопoëíèòåëbных растров имеет постоянное угловое смещение относительно соответствующих основных растров на 1/12 углового шага, причем угловые смешения основных и дополнительных растров на дисках 1 и 2 имеют противоположные знаки. При наличии указанного смещения дополнительные растры полностью перекрывают друг друга в момент, когда соотношение прозрачных и непрозрачных участков осHQBных растров в сопряжении составляет 1:2, а левые границы непрозрачных секторов основного и дополнительного растров одного из дисков и правые границы аналогичных секторов другого диска расположены

»а одном радиусе.

С одной стороны растровых дисков

1 и 2 помещены основной б и дополнительный 7 источники света, с другойосновной 8 и дополнительный 9 фотоприемники соответственно основной и дополнительной фотоэлектрических пар.

l4 дополнительно связаны с коммутатором 17, выход которого через однополярный инвертор 18 соединен со счетиьм триггером 19 иа входе иэмерительной схемы. К выходам триггера через интегрирующие цепочки 20 и 21 подключены логометрическое устройство 22 и электроиэмерительный прибор (например, цифровой вольтметр)

5 23.

Усилители-ограничители 10 и 13 (выполнены с двухсторонним ограничением. -Коммутатор 17 осуществляет коммутацию информационных импульсов

10 основного и дополнительного трактов в зависимости от угла скручивания вала 3 ..

Динамометр работает следующим образом.

Растровые диски 1 и 2 в исходном положении устанавливаются таким образом, чтобы секторные щели сопряженных дополнительных растров имели минимальную угловую ширину. !

При вращении вала 3 на фотоприемниках 8 и 9 образуется последователь ность равномерно чередующихся через определенные интервалы времени импуль сов, длитель ность которых пропорциональ на угловой ширине соответствующих секторных щелей сопряженных растров з (фиг. 2 а,r,ç) . Импульсам отрицатель ной полярности на выходах блоков 11 и 14 (фиг. 2 б, д,и) при этом соответствует момент перекрытия светового потока передними кромками непрозрачных секторов обоих растров, à HMIIульсам положительной полярности — момент прохож350 дения задними кромками этих же секторов пространства между источниками света 8 и 7 и фотоприемниками

8 и 9 (позициям а,б,в и г д е на фиг. 2 соответствуют импульсы нап4п ряжения на выходах блоков 8,11,12 и 9,14,15 соответственно основного и дополнительного информационных трактов при угле скручивания растровых дисков, равном a $ < 231/эм, 45 где М вЂ” число щелей или перемычек в основном или дополнительном ряду щелей каждого диска; позициям з,и,к) соответствуют, импульсы напряжения на выводах блоков 8,11 и 12 основного

50 измерительного тракта при ЬЧ)2%/ Зй7, Продифференцированные и ограниченные сверху односторонними ограничителями 12 и 15 импульсы (фиг. 2 в, е, к) подаются на вход частотомера 16, измеряющего отношение частот следования импульсов в основном и дополнитель ном информационных трактах.

При значении угла скручивания 0 растров Ч 2 .(Г,i» это отношение равно 2: 1, при ny > 2w /зй частоты равны.

Сигналом управления с выхода частотомера 16, подаваемым на электрон65 ный коммутатор 14, блокируется ос9 /4158 новной информационный тракт при ьф» 2Г /8М (соотношение частот 2 1) или дополнительный при ЬФ àÀ /ъи (отношение частот 1:1) .

Имйульсы с выхода одной из дифференцирующих цепочек 11 или 14, прошедшие коммутатор 17, инвертируются однополярным инвертором 18 (фиг,2 ж,л) и запускают триггер 19.Интервалам времени между импуль .ами отрица(тельной полярности на входе триггера

19 и ри этом соответствуют два значения, пропорциональные угловой ширине прозрачных и непрозрачных участков сопряженных растров (основных при ьф 2Я!Э N и дополнительных при

h,9 < 2.ЩЪЙ ) . Отношение напряжений на выходах триггера, пропорциональное указанному соотношению интервалов времени между имп ульсами, однозначно определяет величину углового смещения растров, а следовательно, и искомую величину момента вращения на валу. Это отношение фиксируется злектроизмерительным прибором (цифровьм вольтметром) 23, подключенным к выходам триггера 19 через логометрическое устройство 22 и интегрирующие цепочки 20 и 21.

Цинамометр можно использовать также для измерения знакопеременного момента вращения.

Использование в динамометре дополнительного ряда щелей, дополнительных фотоэлектрической пары и информационного тракта, частотомера, коммутатора и однополярного инвертора позволяет расширить диапазон измерения при сохранении точности измерения за счет обеспечения характеристики динамометра близкой к линейной при коммутации основного и дополнительного информационных трактов.

Формула изобретения

Фотоэлектрический динамометр момента вращения, содержащий установленные на валу два растровых диска с секторными щелями, угловая ширина которых в два раза больше ширины перемычек между ними, основную фото5 электрическую пару источник св и фотоприемник которой расположены по разные стороны от дисков, основной информационный тракт в виде последовательно соединенных усилителя-ort0 раничителя, вход которого связан с основным фотоприемником, диФференцирующего блока и одностороннего ограничителя, и измерительную схему со счетным триггером на входе, о т л и(5 ч а ю шийся тем, что с целью

/ расширения диапазона измерения в н его введены дополнительные фотоэФ лектрическая пара и информационный тракт и последовательно соединенные частотомер, электронный коммутатор

29 и однополярный инвертор, à s дисках выполнены на радиусе, отличном от радиуса основных щелей, дополнительные равномерно расположенные одинаковые щели с угловым шагом, равным yr25 ловому шагу основных щелей, причем дополнитель ные щели имеют раз нополярный угловой сдвиг относительно соответствующих основных секторньх щелей на 1/12 углового шага, при этом выходы односторонних ограничителей информационных трактов соединены с соответствующими входами частотомера, выход однополярного инвертора связан со входом счетного триггера

1 а выходы дифференцирующих блоков дополнительно соединены с электронным коммутатором.

Источники информации,© принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 409096, кл. G 01 Ь 3/12, 28.06 .71.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 569883, кл. G 01 L 3/12, 30.07.75 (прототип).

974158

Составитель Г.Целибеев

Редактор И.МитровкаТекред А. Бабинец Корректор,С. Шекмар

Заказ 8680/56 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4