Устройство для измерения мощности
")
В. Б. Ан, И. Д, Бухтияров и А. Н. Бавйкин с i !
Специальное опытное проектно-конструкторскотехнологйческье бюро Сибирского отделения Всесоюзной ордена Лейина" аКадемии- .. сельскохозяйственных наук им. В.И.Ленина
) Авторы изобретения (7!) Заявятель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ИОЩНОСТИ
Устройство относится к технике измерений показателей, в том числе мощности двигателей внутреннего сгора- ния, в зависимости от частоты вращения вала.
По основному авт.св. У 88795> известно устройство для измерения
° мощности, содержащее датчик импуль сов, который через формирователь соединен с входом селектора уровня и с входами блока умножения и блоканониусного генератора, генератор тактовой частоты, выход которого подключен к входам блока умножения и селектора уровня и к входам блока, нонинусного генератора и программно" го переключателя, один из входов которого соединен с выходом селектора уровня, а выход селектора уровня соединен с входом исполнительного блока, кроме того, вход блока нониусного генератора, а также вход блока
:умножения соединены с одним из выходов программного переключателя, при этом выход блока нониусного генератора подключен к входам блока суммирующих счетчиков и блока ревер сивных счетчиков, а выход блока умножения подключен к входам этих 63ioков, остальные входы которых соеди иены.с соответствующими выходами программного переключателя, причем выходы блока суммирующих счетчиков и блока реверсивных счетчиков соединены с входами коммутатора, вход которого подключен к выходу программного переключателя, а выход коммутатора соединен с индикатором (13.
Известное устройство имеет определенную погрешность измерения вследствие того, что не учитывается тем"
20 пературный режим двигателя. Это абъ" ясняется тем, что в зависимости от
Температуры двигателя существенно изменяются его механические потери, и,как следствие, разгонные характе7963 4. туры, второй вход — с одним из выходов программного переключателя
7, а выход - с одним из выходов бло" ка 10 реверсивных счетчиков.
Устройство работает следующим образом.
Датчик 1 импульсов выдает электрические сигналы, частота которых пропорциональна скорости вращения ва10 ла, на формирователь 2, который формирует стандартные по амплитуде и длительности импульсы (фиг.2а ). Эти импульсы поступают на вход селектора
3 уровня, на вход которого также по15 ступают импульсы генератора б тактовой частоты. В момент, когда в период импульсов формирователя 2 вписывается определенное число импульсов генератора б тактовой частоты, щ т.е. в момент достижения валом двигателя определенной наперед заданной скороСти, селектор 3 уровня включает исполнительный блок 8 (который выводит двигатель на режим раз25 гона ) и программный переключатель 7.
На второй вход программного переключателя 7 поступают импульсы гене1 ратора 6 тактовой частоты.
Программный переключатель 7 при зв этом выдает равные интервалы (фиг.26) на вход блока 5 нониусного генератора, на вход которого также поступают импульсы генератора 6 тактовой частоты и импульсы с выхода формирователя
2. Блок 5 нониусного генератора по этим трем сигналам выделяет остатки периодов (фиг. 2г). В случае некратности периодов производят измерение этих остатков и выдачу импульсов блока 5 нониусного генератора в виде пачек импульсов п, п2 и 3 пз п п,... (фиг.2д) на выходй блока 9 сумн мирующих счетчиков и блока 10 реверсивных счетчиков. Независимо от скорости вращения цена деления блока 5 нониусного генератора по углу не меняется, а меняется только по времени, т.е. при любой скорости в период импульсов формирователя 2 должно укладываться одно и то же количество импульсов блока 5 нониуснога генератора, например К импульсов. Поэтому количество импульсов блока 5 нониусного генератора в любой из пачек про97
SS ристики двигателя при разных температурах различны.
Кроме того, устройство характеризуется низкой оперативностью измерения вследствие того, что необходи мо дополнительное время на предва" рительный прогрев двигателя перед измерением мощности. ель изобретения - повыщение точности измерения мощности.
Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены датчик температувы и преобразователь, первый вход которого соединен с одним из выходов программного пеЭ реключателя, второй вход — с выходом датчика температуры, а выход преобразователя подключен к одному из входов блока реверсивных счетчиков.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие работу устройства.
Устройство содержит датчик 1 импульсов, который через формирователь
2 соединен с входом селектора 3 уровня и с входами блока 4 умножения и блока 5 нониусного генератора.
Выход генератора б тактовой частоты подключен к входам блока 4 умножения и селектора 3 уровня и к входам блока 5 нониусного генератора и программного переключателя 7, один из входов которого соединен с выходом селектора 3 уровня. Выход селектора 3 соединен с входом исполнительного блока
8, Вход блока 5 нониусйого генератора, а также вход блока 4 умножения соединены с одним из выходов программного переключателя 7, при этом выход блока
5 нониусного генератора подключен к входам блока 9 суммирующих счетчиков и блока 10 реверсивных счетчиков, а выход блока 4 умножения подключен к входам этих блоков, остальные sxoды которых соединены с соответствующими выходами программного переключателя 7. Выходы блока 9 суммирующих счетчиков и блока 10 реверсивных счетчиков соед лненьГ с входами коммутатора 11, вход которого подключен к выходу программного переключателя 7„ а выход коммутатора 11 соединен с индикатором 12. Устррйство содержит также датчик 13 температуры. порционально величине остатка периода.
Один вход преобразователя 14 соединен с выходом датчика 13 темпераБлок 4 умножения по сигналам,аналогичным сигналам, поступающим на вы5 9779 ходы блока 5 нониусного генератора; производит выделение только целых периодов импульсов формирователя 3 в виде пачек импульсов n„, n>, n>, и„, ... (фиг.2в), производит умножение каждого из них на коэффициент К в соответствующих интервалах 0 и выдает значения n„Ê, и К, и К, п„К,... на первые входы блока 9 суммирующих счетчиков и блока 10 реверсивных счет-14 чиков.
Таким образом, за первый интервал времени д на входах блока 9 суммирующих счетчиков и блока 10 реверсивных счетчиков появляется количест- 1> во импульсов, равное (n„ K + n„ ), за второй — (и К + п ), за третий — (n Кл лп Ф и"), за четвертый - (и K+n4+ п л) и т.д.
Блок 9 суммирующих счетчиков и 24 блок 10 реверсивных счетчиков содержит по два счетчика.
По управляющим сигнала л, поступающим с выходов программного переключателя 7 на входы блока 9 суммирующих счетчиков (фиг.2 е и ж ) в течение первого и второго интервалов времени 07,в блоке 9 сумиирующих счетчиков в первом счетчике происходит суммирование (n<К + n„ ) и (п К + n<), З4 а во втором счетчике - только накопление (и К + и ) . В блоке 10 реверсивных счет иков за это же время по управляющим сигналам (фиг.2 и и к), .поступающим на входы в первом реверсивном счетчике происходит операция вычитания (и„ К + и„ ) - (п К + n>), а во втором реверсивном счетчике - на-. копление значения (п К л n ) . 3 6 тьего интервала а Тсодержимое первых счетчиков обоих блоков гасится, а на втором суммирующем счетчике блока 9 суммирующих счетчиков уже с накопленными импульсами (n I только накопление импульсов (пзК-+ п л +n"). Во втором реверсивном счетчике блока 10 реверсивных счетчиков от накопленных импульсов (n К +n ) вычитается .(г1ЗК +пз+ ng) и затем кОА ректируетсл ((г К+п ) — (и К+и лп ))л +m, а в первом реверсивном счетчике пооисходит накопление (и К + и л.п ) Затем по окончании операций суммирования и вычитания содержимое вто- . рых счетчиков этих блоков подается на индикатор 12. С приходом очеред-. ного интервала дь устройство работает аналогично, с той лишь разницей, что в первых счетчиках обоих блоков производятся операции суммирования и вычитания, а во вторых - только накопление последней последовательности импульсов. Таким образом, в блоке 9 суммирующих счетчиков происходит определение скорости как результат накопления двух смежных Во времени импульсHblx последовательностей за равные интервалы времени д, а ускорение определяется как результат разности этих же импульсных последовательностей, скорректированной разностью между текущей температурой масла двига,теля и наперед заданной номинальной температурой. 44 На вход первого реверсивного счетчика с приходом управляющего импульса из программного переключателя 7 подается также пачка импульсов rrrq + at- К, гп, гпту... с выхода преобразователя 14, где at - разность между температурой масла двигателя йм, измеряемой с помощью датчика 13 температуры, и наперед заданной номи-. нальной температурой масла двигателя K - коэффициент пропорциональности. Затем в зависимости от знака и величины разности температуры масла двигателя корректируется эначе((и., К+ и,,) - (пяК + n$) Й гв., Далее содержимое первых счетчиков обо1лх блоков по управляющему сигналу (фиг.2л) через коммутатор 11 подается,ыа индикатор Я и с приходом тре" Цена деления блока 5 нониусного генератора и интервал времени выби-" раются таким образом, чтобы получить заданную точность измерения, а с другой стороны, учитывая известный коэффициент связи ускорения с мощностью,выдавать мощность в единицах лошадинных сил, а скорость вращения в об/мин. При достижении двигателем наперед заданной скорости(близкой к номинальной ) в процессе разго- . на селектор 3 уровня воздействует на исполнительный блок 8, который выводит двигатель на режим выбега и при достижении первоначальной скорости двигатель снова можно вывести на режим разгона. Таким образом, графическую зависимость мощности от оборотов можно Формула изобретения 7 977963 получить практически по любому коли-, честву циклов разгон-выбег. С другой стороны, значение ускорения в режиме выбега позволяет судить о мощности механических потерь. 3 Предлагаемое устройство по сравнению с известными позволяет увеличить точность измерения мощности при различных температурах масла. Экспериментальные данные, снятые в мощност- 10 ных кабинах автоВАЗА, показывают, что методическую погрешность при измерении мощности предлагаемым устройством можно уменьшить до 1-1,54. Кроме того, время измерения мощности при автоматическом нормировании по температуре сократится пример- . но в 5-10 раз. Высокая точность и оперативность измерения мощности предлагаемым уст- 20 ройством позволяют получить большой экономический эффект при 1003 контроле мощности двигателей в условиях серийного производства и на станциях технического обслуживания для экспресс-диагноза технического состояния двигателя. Устройство для измерения мощности по авт.св. V 887951, о т л и ч а ю щ е в с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены датчик температуры и преобразователь, первый вход преобразователя соединен с одним из выходов программного переключателя, второй вход - с выходом датчика температуры, а выход преобразователя подключен к одному из входов блока реверсивных счетчиков. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 4" 887951, кл. G 01 L 23/08, l978.
