DE3910454A1 - Vorrichtung zur erfassung eines drehmomentes fuer ein elektrisches oszillationsdynamometer - Google Patents

Vorrichtung zur erfassung eines drehmomentes fuer ein elektrisches oszillationsdynamometer

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen eines Drehmomentes für ein elektrisches Oszillationsdynamometer.
In der JP-B 58-25 217 und der JP-B-62-26 699 werden Vorrich­ tungen beschrieben, die die Größe eines Drehmomentes bei Oszillationsdynamometern erfassen.
Derartige Dynamometer werden verwendet, um verschiedene Über­ prüfungen des Verhaltens einer zu untersuchenden Einrichtung durchzuführen, z.B. eines Motors, durch Einstellen einer Brems- und/oder Antriebskraft eines Elektromotors, usw., gegen ein Drehmoment und/oder eine Trägheitskraft, die durch die zu untersuchende Einrichtung erzeugt werden.
Ein solches Dynamometer ist ein Oszillationsdynamometer mit einem Drehmoment-Steuersystem für einen Elektromotor, wobei ein zur Ermöglichung freier Oszillation durch eine schweben­ de Vorrichtung abgestützter Oszillator eine Rotationskraft aufnimmt, diese in eine Zugspannung gewandelt wird, die in einer Belastungszelle erzeugt wird durch Anlegen eines Dreh­ momentarmes, der vom Oszillator absteht, und ein Drehmoment- Erfassungssignal, das aus der Zugspannung aus der Belastungs­ zelle verstärkt wird und als ein Rückkoppelsignal des durch den Elektromotor gebildeten Drehmoment-Steuersystems dient.
Bei dem beschriebenen elektrischen Oszillationsdynamometer wurde das Ansprech-Verhalten des Drehmoment-Steuersystemes, das das Dynamometer benutzt, infolge der Verzögerungen der Zugspannungserfassung in der Belastungszelle und dem zugeord­ neten Zugspannungsverstärker, der später beschrieben wird, verschlechtert infolge der Trägheit des Oszillators und von Brummerscheinungen, Vibrationen und Rauschen durch natürli­ che Vibrationen der Belastungszelle und des Gummielementes zur Unterdrückung von Schwingungen in dem Drehmoment-Erfas­ sungssignal.
Diese Nachteile werden grundsätzlich durch Vibrationen ver­ ursacht, die infolge der Trägheit des Oszillators erzeugt sind. Bei den angegebenen japanischen Patentschriften werden die durch die Trägheit des Oszillators erzeugten Vibrationen erfaßt und die erfaßten Vibrationen zu den festgestellten Drehmoment-Größen mit umgekehrter Polarität zu einem Aus­ gangssignal addiert, das von der Lastzelle abgeleitet wird, so daß in dem Ausgangssignal der Lastzelle enthaltene un­ nötige Signalkomponenten beseitigt werden.
Die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach den angegebenen japanischen Patentschriften besitzen jedoch die nachfolgend beschriebenen Nachteile.
Die beschriebene Drehmoment-Erfassungsvorrichtung enthält einen Beschleunigungsfühler, der an dem vom Oszillator ab­ stehenden Drehmomentarm installiert ist, um eine Beschleuni­ gung der Lastzelle in der Richtung, in der das Gewicht wirkt, zu erfassen. Das Beschleunigungs-Erfassungssignal wird benutzt, um das Ausgangssignal der Lastzelle zu korri­ gieren. Die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung enthält weiter einen Zugspannungsverstärker, der das Ausgangssignal der Lastzelle in einen entsprechenden Drehmomentfühler-Spannungs­ bereich übersetzt, einen weiteren mit dem Beschleunigungsfüh­ ler verbundenen Verstärker, um das Erfassungssignal des Be­ schleunigungsfühlers zu verstärken, und eine Koeffizient- Festsetz/Addier-Schaltung, die mit dem anderen Verstärker über ein Filter und eine Kleinpegelsignal-Beseitigungsschal­ tung verbunden ist, um einen Koeffizienten zu berechnen, der mit dem verstärkten Beschleunigungs-Erfassungssignal zu kom­ binieren ist, sowie einen Addierer, um das mit dem Koeffi­ zienten verbundene Beschleunigungs-Erfassungssignal zu der Drehmoment-Erfassungsspannung zu addieren, die von dem Zug­ spannungsverstärker abgeleitet ist, und um das addierte Si­ gnal als ein Drehmoment-Erfassungs-Ausgangssignal abzugeben.
Obwohl die beschriebene Drehmoment-Erfassungsvorrichtung eine bemerkenswerte Verbesserung der Meßgenauigkeit des in­ folge von Variationen des Nullpunktes reduzierten Drehmomen­ tes ergibt, wodurch das Ansprech-Verhalten des Drehmoment- Erfassungssignales von der Drehmoment-Erfassungsvorrichtung verbessert wird, muß ein mittels des Niedrigpegel-Beseiti­ gungs-Kreises beschnittener Signalpegel vergrößert werden, wenn eine das Ausgangssignal des Beschleunigungsfühlers beeinflussende Temperaturänderung so groß wird, daß der Null­ punkt des Drehmoment-Erfassungssignales von dem wirklichen Nullpunkt abweicht.
Deswegen werden alle Erfassungssignale, deren Pegel kleiner als ein Abschneidepegel ist, der mittels der Niedrigpegel- Signalkomponenten-Eliminationsschaltung festgesetzt wird, beseitigt. Zusätzlich wird eine korrekte Drehmoment-Wellen­ form des Erfassungs-Ausgangssignales des Addierers verzerrt infolge eines abgeschnittenen Realbeschleunigungs-Erfassungs­ signales, wenn das an der Lastzelle anliegende Drehmoment mit seinem Pegel eine gewisse Größe übersteigt, obwohl die Vorrichtung wirksam wird, das Drehmoment bei Zuständen zu erfassen, bei denen eine Stoßabsorption innerhalb eines Spal­ tes zwischen einer Messerkante des Drehmomentarmes und der Lastzelle auftritt, wobei die Messerkante mit vorgesehenem Spalt in die Lastzelle eingepaßt ist.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erfassen eines Drehmomentes für ein elektri­ sches Dynamometer zu schaffen, die ein Beschleunigungs-Erfas­ sungssignal über einem breiten Frequenzbereich ohne Verzer­ rung genau erfassen kann, wobei Verbesserungen des Ansprech- Verhaltens und erhöhte Genauigkeit des Drehmomenterfassungs- Ausgangssignales erreicht werden.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß eine Vorrichtung zum Erfassen eines Drehmomentes bei einem elektrischen Oszilla­ tionsdynamometer geschaffen wird, welche umfaßt: a) einen Fühler zum Erfassen einer Beschleunigung einer Lastzelle des Dynamometers in einer Richtung, in der ein Gewicht auf die Lastzelle aufgebracht wird, b) einer Gleichspannungs-Signal­ komponenten-Beseitigungsschaltung zur Beseitigung von Signal­ komponenten, die von dem Fühler abgeleitet werden und in der Nähe eines Gleichspannungssignales liegen, c) eine Koeffi­ zienten-Festsetz/Addierschaltung zum Festsetzen eines der Oszillatorträgheit zugeordneten Koeffizienten und zum Ablei­ ten eines Beschleunigungsdrehmomentes des Oszillators vom Ausgangssignal der Gleichspannungssignalkomponenten-Beseiti­ gungsschaltung, d) einer Drehmoment-Erfassungsschaltung zum Erfassen einer von einem Drehmomentarm eines Oszillators des Dynamometer aufgenommenen Kraft und zum Ausgeben des die er­ faßte Kraft repräsentierenden Signals und e) einem ersten Addierer zum Addieren des die erfaßte Kraft repräsentieren­ den Signals und eines Ausgangssignals der Koeffizienten- Festsetz/Addierschaltung zum Schaffen eines Erfassungssigna­ les für ein von dem Oszillator abgeleitetes Drehmoment.
Das angegebene Ziel kann auch erreicht werden durch Schaffen einer Vorrichtung zum Erfassen einer Drehmomentgröße für ein elektrisches Oszillationsdynamometer mit a) einem Fühler zum Erfassen einer Beschleunigung einer Lastzelle des Dynamome­ ters in einer Richtung, in der eine Last auf die Lastzelle aufgebracht wird, b) einer Gleichspannungssignalkomponenten- Beseitigungsschaltung zum Beseitigen einer Gleichspannungs­ signalkomponente des Erfassungssignales des Detektors und vom Detektor abgeleiteter Signalkomponenten, die sich in der Nähe der Gleichspannungssignalkomponente befinden, c) einer Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung zum Feststellen eines der Oszillatorträgheit zugeordneten Koeffizienten und zum Ableiten eines Beschleunigungsdrehmomentes des Oszillators von dem Ausgangssignal der Gleichspannungssignalkomponenten- Beseitigungsschaltung, d) einem Drehmoment-Erfassungskreis zum Erfassen einer von einem Drehmomentarm eines Oszillators des Dynamometers aufgenommenen Drehmomentes und zum Ausgeben des die erfaßte Kraft repräsentierenden Signals und e) einem ersten Addierer zum Addieren des die erfaßte Kraft repräsen­ tierenden Signales mit einem Ausgangssignal der Koeffizien­ ten-Festsetz/Addierschaltung, zur Schaffung eines Erfassungs­ signales eines von dem Oszillator abgeleiteten Drehmomentes.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1(A) eine schematische Darstellung eines elektrischen Oszillationsdynamometers für den Anwendungsfall einer Drehmoment-Erfassungsvorrichtung erfindungs­ gemäßer Art,
Fig. 1(B) eine schematische Darstellung eines Eingriffsab­ schnittes einer Messerkante eines Drehmomentarmes mit einer Lastzelle aus Fig. 1(A), und
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild der Drehmoment- Erfassungsvorrichtung nach einer bevorzugten Aus­ führung der vorliegenden Erfindung.
Nach Fig. 1(A) und 1(B) wird ein Oszillator 1 über eine hydraulische Schwebelagerung 2 abgestützt, um ein Oszillie­ ren des Oszillators 1 an der Schwebelagerung 2 zu erlauben. Eine Endspitze eines Drehmomentarmes 3, der vom Oszillator 1 absteht, ist mit einem Aufnahmearm 7 einer Lastzelle 6 verbunden, die mit einem Gummielement 5 zur Schwingungsdäm­ pfung auf einem Bett 4 befestigt ist.
Der Drehmomentarm 3 und der Aufnahmearm 7 sind über eine Mes­ serkante 3 a und Paßöffnungen 7 a miteinander verbunden. Die Messerkante 3 a nach Fig. 1(B) verhindert bei der Lastzelle 6 ein Abweichen des Nullpunktes im Lastzellen-Ausgangssignal und ebenso eine Genauigkeitsverminderung des Lastzellen-Aus­ gangssignales infolge eines Aufbringens eines Biegemomentes auf die Lastzelle 6.
Die Verbindung zwischen dem Drehmomentarm 3 und dem Aufnahme­ arm 7 über Spalte absorbiert ein entstehendes Biegemoment, das durch Oszillationsänderung in Axialrichtung des Oszilla­ tors 1 verursacht wird und durch eine unausgeglichene Temperaturänderung des Dynamometers selbst.
Ein Beschleunigkeitsfühler 10 ist an dem Drehmomentarm 3 an­ gebracht, um die Beschleunigung der Lastzelle 6 in Gewichts­ belastungsrichtung der Lastzelle 6 zu erfassen. Das Beschleu­ nigungs-Erfassungssignal korrigiert das Erfassungssignal der Lastzelle 6, wie später beschrieben wird.
Die Abhängigkeit zwischen einer auf die Lastzelle 6 übertra­ genen Kraft und der von der Lastzelle 6 aufgenommenen Dreh­ momentgröße wird nachfolgend definiert:
F=T/L (1)
F ¹=Kx (2)
W=J/L² (3)
In den Gleichungen (1) bis (3) bezeichnet F eine durch das im Dynamometer erzeugte Drehmoment hervorgerufene Kraft an der Spitze des Drehmomentarmes 3, wobei diese Kraft auf beide Enden der Lastzelle 6 einwirkt, F 1 die auf die Last­ zelle 6 übertragene Kraft W eine Umwandlung der Oszillator­ trägheit in ein Massengewicht an der Drehmomentarm-Spitze (Angriffspunkt der Lastzellenkraft), wobei die Oszillator­ trägheit auf beide Enden der Lastzelle 6 einwirkt, T das durch die Lastzelle erzeugte Drehmoment, J das Trägheitsmo­ ment des Oszillators, L den Abstand von der Spitze des Drehmomentarmes zum axialen Zentrum des Dynamometers, und x eine Äquivalentverschiebung des Oszillators.
Mit den in den Gleichungen (1) bis (3) bezeichneten Beziehun­ gen wird die nachfolgende Gleichung zwischen der tatsächlich auf die Lastzelle 6 übertragenen Kraft und dem erzeugten Drehmoment des Dynamometers abgeleitet:
T/L+Wd²x/dt²-Kx=0 (4)
Durch Einsetzen der Gleichungen (2) und (3) in die Gleichung (4) ergeben sich folgende Gleichungen:
T/L+J/L²d²x/dt²-F¹=0 (5)
T/L=F¹-J/L²d²x/dt² (6)
Die Gleichung (6) kann so verändert werden, daß sich ergibt:
T=(F¹-J/L²d²x/dt²)x L (7)
Durch weiteres Abwandeln der Gleichung (7) kann das erzeugte Drehmoment T des Dynamometers wie folgt ausgedrückt werden:
T=F¹L-J/L d²x/dt² (8)
Der erste Ausdruck der rechten Seite der Gleichung (8) be­ zeichnet das aktuelle Drehmoment-Erfassungssignal, und das zweite Glied der rechten Seite der Gleichung (8), d.h. J/L d 2 x/dt 2, ist der durch den Beschleunigungsfühler 10 erfaßte Wert der Beschleunigung der Oszillatorträgheit. Wie sich aus der Gleichung (8) ergibt, ist die reale Größe des durch das Dynamometer erzeugten Drehmomentes die Differenz, die sich ergibt, wenn man das Produkt der Erfassungsgröße der Oszillatorträgheitsbeschleunigung von der durch die Last­ zelle 6 aufgenommenen tatsächlichen Drehmomentgröße abzieht.
Der Aufbau des elektrischen Oszillationsdynamometers wird durch die JP-Patentschriften 58-25 217 und 62-26 699 darge­ stellt.
In Fig. 2 ist ein Zugspannungs-Verstärker 11, der an die Lastzelle 6 angeschlossen ist, zur Verstärkung des Ausgangs­ signals der Lastzelle 6 zu einer Drehmomentsignalspannung dargestellt. Der Zugspannungs-Verstärker 11 benutzt Dehn­ drahtverfahren, Magnetostriktionsverfahren oder piezoelektri­ sche Verfahren, je nach dem Erfassungsverfahren für die Bela­ stung der Lastzelle 6.
Ein Verstärker 12 ist an dem Beschleunigungsfühler 10 ange­ schlossen. Ein Filter 13 beseitigt Beschleunigungssignal- Komponenten, die außerhalb eines erforderlichen Frequenzbe­ reiches liegen. Eine Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung 15 setzt den Koeffizienten fest, der zur Ableitung der Be­ schleunigungskraft dient, welche einer Änderungsrate der Ge­ schwindigkeit der Oszillatorträgheit entspricht. Der Koeffi­ zient dieser Schaltung 15 wird (empirisch) entsprechend der Oszillatorträgheit und des Aufbaus des Beschleunigungsfüh­ lers bestimmt.
Eine Addierschaltung 16 wird durch einen Operationsverstär­ ker gebildet und besitzt eine positive Eingangsklemme, an der der Zugspannungs-Verstärker 11 angeschlossen ist, und eine negative Eingangsklemme, an der die Koeffizienten-Fest­ setz/Addierschaltung 15 angeschlossen ist. Der Addierer 16 addiert die Ausgangssignale der Schaltung 15 und des Verstär­ kers 11, um so die reale Drehmomentgröße des Dynamometers ab­ zuleiten. Eine Beseitigungsschaltung 17 für Gleichspannungs- Signalkomponenten ist zwischen das Filter 13 und die Schal­ tung 15 eingesetzt. Diese Gleichspannungskomponenten-Besei­ tigungsschaltung 17 enthält einen Addierer, einen Integrator mit einem Referenzwert Null und einen an den Integrator ange­ schlossenen invertierenden Verstärker.
Der Addierer der Schaltung 17 besteht aus einem Operations­ verstärker O A 1 mit einem Verstärkungsfaktor 1 und Widerstän­ den R 1, R 2 und R 3. Der Integrator besteht aus einem Opera­ tionsverstärker O A 2, einem Kondensator C 1 und Widerständen R­ 4 und R 5. Der invertierende Verstärker besteht aus einem Operationsverstärker O A 3.
Wenn der Ausgangssignalpegel des Filters 13 sich langsam ändert, wird die Änderung des Ausgangssignals des Operations­ verstärkers O A 1 durch den Integrator O A 2, C 1, R 4 und R 5 er­ faßt und durch den Verstärker O A 3 invertiert. Das invertier­ te Ausgangssignal des invertierenden Verstärkers wird dann im Addierer addiert, und zwar mit umgekehrter Polarität zum Ausgangssignal des Filters 13. Damit wird der Ausgangspegel des Addierers immer am Pegel Null gehalten. Es ist darauf hinzuweisen, daß bei einer Änderung des Ausgangssignals des Filters 13 mit genügend kleiner Periode im Vergleich zur Zeitkonstante des Integrators das Ausgangssignal des Filters direkt am Ausgang auftritt und an die Koeffizienten-Fest­ setz/Addierschaltung 15 weitergeleitet wird.
Wenn so das erzeugte Drehmoment vom Oszillator 1 konstant ist, wird die Versetzung der Lastzelle 6 konstant sein. Gleichzeitig muß der Ausgangssignalpegel des Beschleunigungs­ fühlers 10 notwendigerweise Null werden. Falls der Ausgangs­ signalpegel des Beschleunigungsfühlers 10 vom Nullpunkt ab­ weicht, dient die Gleichspannungs-Signalkomponenten-Beseiti­ gungsschaltung 17 dazu, auf Pegel Null zu korrigieren.
Wenn andererseits die Schwingung des Oszillators 1, die zur Erzeugung des Drehmomentes des Oszillators gehört, konstant ist, wird das Erfassungssignal des Beschleunigungsfühlers 10, das aufgrund der Schwingung erscheint, nicht durch die Gleichspannungs-Signalkomponenten-Beseitigungskreis 17 ge­ nullt, sondern direkt an die Koeffizienten-Festsetz/Addier­ schaltung 15 übertragen. Das durch den Oszillator erzeugte Beschleunigungsdrehmoment wird durch das Ausgangssignal der Schaltung 15 über den Addierer 16 korrigiert. Demzufolge kann die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung das durch das Dy­ namometer erzeugte Drehmoment bis zu einem Frequenzbereich von über 30 Hz ohne Verzerrung des Drehmoment-Erfassungssi­ gnals erfassen.
Der Betrieb der Gleichspannungssignalkomponenten-Beseiti­ gungsschaltung 17 wird im einzelnen mit Bezug auf Fig. 2 weiter erläutert.
Die Widerstände R 4 und R 5 sind Eingangswiderstände für den Operationsverstärker O A 2 und dienen als eine Art Komparator. Der Kondensator C 1 läßt den Operationsverstärker O A 2 als Integrator arbeiten, so daß der Integrator als ein Verstär­ ker dient, der nur die Gleichspannungssignalkomponente ver­ stärkt. Der invertierende Verstärker O A 3 dient dazu, das Ausgangssignal des Operationsverstärkers O A 2 mit umgekehrter Polarität zu dem vom Filter 13 abgeleiteten Eingangssignal zu addieren. Die Schaltung 17 wirkt als Rückkoppelkreis zur automatischen Nullstellung des Gleichspannungspegels an der Ausgangsklemme der Schaltung 17, und der Widerstand R 5 wirkt als Eingang eines Nullstellungskreises. Ein Signal, dessen Frequenz eine Grenzfrequenz überschreitet, die durch die Widerstände R 4 und R 5 und den Kompensator C 1 bestimmt ist, wird an der Ausgangsklemme der Schaltung 17 abgegeben.
Obwohl ein Signal, dessen Frequenz in der Nähe der Grenzfre­ quenz liegt, mehr oder weniger geschwächt wird, werden fast alle solche Signale, deren Frequenz dreimal bis fünfmal so hoch wie die Grenzfrequenz liegt, von der Ausgangsklemme der Schaltung 17 abgegeben.
Deswegen werden solche Beschleunigungssignale zur Korrektur einer Ausgangsverzögerung, die durch ein Oszillationssystem erzeugt werden, das durch die Lastzelle oder den Oszillator gebildet wird, und zum Ausgleich eines Vibrationsdrehmomen­ tes, das an der Lastzelle infolge eines Resonanzphänomens auftritt, mit geringer Verzerrung ausgegeben, so daß das Ansprechverhalten der gesamten Drehmoment-Erfassungsvorrich­ tung verbessert ist.
Die Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungsschaltung wird so allgemein gebildet durch einen Addierer, der das Aus­ gangssignal vom Filter 13 zu dem Ausgangssignal des invertie­ renden Verstärkers addiert, den invertierenden Verstärker selbst, wobei das Ausgangssignal des Addierers gleichzeitig das der gesamten Schaltung 17 ist, ein Tiefpaßfilter zum Durchleiten nur der Gleichspannungssignalkomponenten des Aus­ gangssignales des Addierers, und einen Subtraktor zum Subtra­ hieren des Massepegels von dem Ausgangssignal des Tiefpaßfil­ ters und zum Ausgeben des Differenzresultates an den inver­ tierenden Verstärker.
Der Aufbau der Schaltung 17 kann auch noch abgeändert werden.
Wie vorstehend beschrieben, werden bei der erfindungsgemäßen Drehmoment-Erfassungsvorrichtung die Gleichspannungssignal­ komponenten von dem Beschleunigungs-Erfassungssignal des Beschleunigungsfühlers so beseitigt, daß die hochansprechen­ de Charakteristik für die Drehmomenterfassung sichergestellt werden kann, und das die Herabminderung der Erfassungsge­ nauigkeit des Drehmomentes infolge von Temperaturänderungen in dem von dem Beschleunigungsfühler stammenden Beschleuni­ gungssignal verhindert werden können.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Erfassen eines Drehmomentes für ein elek­ trisches Oszillationsdynamometer, gekennzeichnet durch:
  • a) einen Fühler (10) zum Erfassen einer Beschleunigung einer Lastzelle (6) des Dynamometers in einer Rich­ tung, in der eine Gewichtslast auf die Lastzelle über­ tragen wird,
  • b) eine Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungs­ schaltung (17) zum Eliminieren von Signalkomponenten, die von dem Fühler (10) abgeleitet werden und in der Nähe eines Gleichspannungssignales sind,
  • c) eine Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung (15) zum Festsetzen eines der Oszillatorträgheit zugeordneten Koeffizienten und zum Ableiten eines Beschleunigungs­ drehmomentes des Oszillators aus dem Ausgangssignal der Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungsschal­ tung (17),
  • d) eine Drehmoment-Erfassungsschaltung (6, 11) zum Erfas­ sen einer von einem Drehmomentarm (3) eines Oszilla­ tors (1) des Dynamometers erhaltenen Kraft und zur Aus­ gabe des die erfaßte Kraft repräsentierenden Signales und
  • e) einen ersten Addierer (16) zum Addieren des die erfaß­ te Kraft repräsentierenden Signales mit einem Ausgangs­ signal der Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung (17) zur Schaffung eines Erfassungssignales eines von dem Oszillator abgeleiteten Drehmomentes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungsschal­ tung (17) einen zweiten Addierer (O A 1, R 1, R 2, R 3) ent­ hält, der zwischen der Drehmoment-Erfassungsschaltung (10, 12, 13) und der Koeffizienten-Festsetz/Addierschal­ tung (15) angeschlossen ist, einen zwischen dem zweiten Addierer und der Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung angeschlossenen Integrator (O A 2, C 1, R 4, R 5) und einen zwischen dem zweiten Addierer und dem Integrator angeschlossenen invertierenden Verstärker (O A 3).
3. Vorrichtung zum Erfassen einer Drehmomentgröße eines elek­ trischen Oszillationsdynamometers, gekennzeichnet durch
  • a) einen Fühler (10) zum Erfassen einer Beschleunigung einer Lastzelle (6) des Dynamometers in einer Rich­ tung, in der Gewicht auf die Lastzelle übertragen wird,
  • b) eine Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungs­ schaltung (17) zum Eliminieren einer Gleichspannungs­ signalkomponente des Erfassungssignals des Fühlers und Signalkomponenten, die, von dem Fühler abgeleitet, sich in der Nähe der Gleichspannungssignalkomponente befinden,
  • c) eine Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung (15) zum Festsetzen eines der Oszillatorträgheit zugeordneten Koeffizienten und zum Ableiten eines Beschleunigungs­ drehmomentes des Oszillators aus dem Ausgangssignal der Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungs­ schaltung (17),
  • d) einen Drehmoment-Erfassungskreis (6, 11) zum Erfassen einer von einem Drehmomentarm (3) eines Oszillators (1) des Dynamometers übertragenen Kraft und zum Aus­ geben eines für die erfaßte Kraft repräsentativen Signales und
  • e) einen ersten Addierer (16) zum Addieren des die erfaß­ te Kraft repräsentierenden Signales mit einem Ausgangs­ signal der Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung (15) zur Schaffung eines Erfassungssignales für ein von dem Oszillator (1) abgeleitetes Drehmoment.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungsschal­ tung einen zweiten Addierer umfaßt mit einer positiven Eingangsklemme, an die die Drehmoment-Erfassungsschaltung angeschlossen ist, und einer negativen Eingangsklemme, an der ein invertierendes Verstärker angeschlossen ist, als Subtrahierer, und bei der ein Tiefpaßfilter zwischen der Ausgangsklemme des zweiten Addierers und dem Subtrahierer angeschlossen ist, wobei der Subtrahierer den Massepegel von dem Ausgangssignal des Tiefpaßfilters abzieht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Addierer einen ersten Operationsverstärker (O A 1) enthält, bei dem eine negative Eingangsklemme über einen ersten Widerstand (R 1) an eine Ausgangsklemme ange­ schlossen ist, über einen zweiten Widerstand (R 2) an eine Ausgangsklemme eines Filterkreises (13) der Drehmoment- Erfassungsschaltung angeschlossen ist, und an einen dritten Widerstand (R 3), wobei der invertierende Verstär­ ker einen zweiten Operationsverstärker (O A 3) enthält, dessen Ausgangsklemme an dem dritten Widerstand ange­ schlossen ist, und der Subtrahierer einen vierten, an der Ausgangsklemme des ersten Operationsverstärkers (O A 1) an­ geschlossenen Widerstand (R 4) umfaßt und einen an Masse liegenden fünften Widerstand (R 5) und der Integrator einen dritten Operationsverstärker (O A 2) umfaßt, bei dem eine negative Eingangsklemme über einen Kondensator (C 1) mit seiner Ausgangsklemme verbunden ist.
6. Verfahren zum Erfassen einer Drehmomentgröße eines elek­ trischen Oszillationsdynamometers, dadurch gekennzeich­ net, daß
  • a) der Beschleunigungswert einer Belastungszelle des Dynamometers in einer Richtung erfaßt wird, in der ein Gewicht auf eine Lastzelle übertragen wird,
  • b) daß eine Gleichspannungssignalkomponente des Erfas­ sungssignals des Detektors beseitigt wird und im Schritt a) abgeleitete Signalkomponenten beseitigt werden, die sich in der Nähe der Gleichspannungssignal­ komponente befinden,
  • c) daß ein der Oszillatorträgheit zugeordneter Koeffi­ zient festgesetzt wird und ein Beschleunigungsdreh­ moment des Oszillators abgeleitet wird aus dem in Schritt b) abgeleiteten Ausgangssignal,
  • d) daß eine von einem Drehmomentarm eines Oszillators des Dynamometers erhaltene Kraft erfaßt wird und ein die erfaßte Kraft repräsentierendes Signal ausgegeben wird, und
  • e) daß das die erfaßte Kraft repräsentierende Signal und ein im Schritt c) abgeleitetes Ausgangssignal addiert werden, um ein Erfassungssignal eines von dem Oszilla­ tor abgeleiteten Drehmomentes zu schaffen.
DE3910454A 1988-04-02 1989-03-31 Vorrichtung zur erfassung eines drehmomentes fuer ein elektrisches oszillationsdynamometer Withdrawn DE3910454A1 (de)

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