SU1064167A1 - Измеритель крут щего момента - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к силоизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  крут щего момента на вращающихс  валах

Известен изг еритель крут щего момента , содержащий упругий вал, на 5 концах которого закреплены измерительные диски, два датчика-и измерительную схему Cl.

Однако известный измеритель не обеспечивает требуемой точности изме-Ю рени .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению  вл етс  измеритель крут щего момента, содержащий упругий вал,с концами базовогоучастка которого жестко св заны йзмеригельные диски, вблизи каждого из которых установлен свой датчик, имеющий измерительную обмотку, две по- п роговые схемы, кажда  из которых име-; ет два входа и пр мой выход, две дифференцирующие цепи, входы которых св заны с входами первого триггера, инверсный эыход которо- 25 го через второй триггер соейинен с управл к 1шм входом одного коммутатора и управл ющим входом третьего триггера, синхронизир5 ющий вход которого св зан с пр мым выходом первого триггера, а выход - с управл - ющим входом Другого коммутатора, и индикатор, соединенный с пр мым выходом первого триггера 2.

Недостатком такого измерител   вл етс  низка  точность измерени  35 при изменении амплитуд сигналов датчиков из-за погрешности, вызываемой изменением уровней срабатывани  пороговых схем.

Цель изобретени  - повышение точ- 40 ности.измерени  за счет компенсации вли, ни  смещени  уровней срабатывани  пороговых схемо .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в измерителе, содержащем упру- 45 гий вал, с концами базового участка которого жестко св заны измерительные диски, вблизи каждого из которых установлен свой датчик, имеющий измерительную обмотку, две порого-; Q вые схемы/ кажда  из которых имеет два входа и пр мой выход, две дифференцирующие депи, выходы которых св заны с входами первого триггера, инверсный выход которого через вто- рой триггер соединен с управл кнцим входом одного коммутатора и управл ющим входом третьего триггера, синхронизирун ций вход которого св зан с.пр мым выходом первого триггера , а выход - с управл надим входом 60 другого коммутатора, и индикатор, соединенный с пр мым выходом  ерво|Го триггера, каждый коммутатор выполнен в виде трех коммутирукицих элементрЬ, а казвда  порогова  схема 65

снабжена инверсным выходом, при, это входы каждой пороговой схемы соединены через первый и второй коммутирующие элементы соответствующего коммутатора с выводами измерительно обмотки соответствующего датчика, а пр мой и инверсный выходы - через третий коммутирующий элемент соответствующего коммутатора с входом соответствующей дифференцируквдей цепи. .

На фиг. 1 приведена блок-схема измерител  крут щего момента; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, по сн ющие его работу и- соответствующие случаю одинаковых уровней срабатывани  пороговых схем

Измеритель крут щего Момента (фиг. 1) содержит упругий вал 1, измерительные диски 2 и 3, датчики 4 и 5, установленные вблизи дисков и имеющие с ними магнитную св зь, пороговые схемы 6 и 7, дифференци рующие цепи 8 и 9, св занные с входами первого триггера 10, .соединенного инверсным выходом со счетным входом второго триггера 11, а пр мым - с синхронизирующим входом третьего триггера 12 (типа Д), управл ющий вход которого св зан с выходом второго триггера Но

Выходы триггеров 11 и 12 св заны с управл ющими входами коммутаторов 13 и 14 соответственно. Индикатор 1 св зан с пр мым выходом триггера 10 Коммутатор 13 содержит первый и второй коммутирующие элементы 16 и 17, через которые выводы измерительной обмотки датчика 4 св заны с пр мым и инвертирующим входами пороговой схемы 6, и третий- коммутирующий элемент 18, через который пр мой и инверсный выходы пороговой схемы 6 св заны с входом дифференцирующей цепи 8. Аналогично, коммутатор 14 содержит первый и второй коммутирующие элементы-19 и 20, через которые выводы измерительной обмотки, датчика 5 соединены с пр мым и инвертирующим входами пороговой схемы 7, -и третий коммутиругаций элемент 21, через который пр мой и инверсный выходы пороговой схемы 7-св заны с входом дифференцирующей цепи 9

Измеритель работает следующим образом. ,

При вращении упругого вала 1 и.змерительные диски 2 и 3 навод т в измерительных обмотках датчиков 4 и 5 синусоидальные сигналы и (фиг. 2,« и ) с амплитудами Al и А2 соответственно , фазовь1й сдвиг между которыми пропорционален передаваемому валом 1 крут щему моменту . Эти сигналы поступают на входы пороговых схем.6 и 7 через коммутирующие элементы 16, 17, и 19, 20 коммутаторов 13 и 14. Предположим, что в исходном состо нии на пр мом выходе триггера 10 будет логический О, а на пр мых выходах триггеров 11 и 12 логические 1. Коммутирующие элементы 16 и 17 коммутатора 13 подключают ,- например, первый вывод измерительной обмотки датчика 4 к пр мому входу пороговой схемы 6, а второй вывод - к инвертирующему входу. При достижении, сигналом датчика 4 уровн  срабатывани  пороговой схемы 6 tjgp (фиг. 3,. б ) она срабатывает и на ее пр мом выходе (фиг. 3, в) устанавливаетс  высокий потенциал, который через коммутирующий элемент 18 коммутатора 13 поступает на вход дифференцирующей цепи 8. С выхода дифференцирующей цепи 8 на вход триггера 10 поступает импульс, устанавливающий на его пр мом выходе логическую 1. Смена состо ни  на входе триггера 11, св занного с инверсным выходом триггера 10, с логической 1 в О обеспечивает срабатывание триггера 11; на его пр мом шыходе устанавливаетс  О. Этими сигналами подготавливаетс  срабатывание-триггера 12 и переключаетс  коммутатор 13, который теперь св зывает пр мой вход пороговой схемы 6 со- вторым выводом измерительной обмотки датчика, инвертирующей вход с первым выводом, а вход дифференцирующей цепи 8 - с инверсным выходом пороговой схемы 6 (фиг. 3, 1.)„

После переключени  входов пороговой схемы б на ее пр мом выходе установитс  низкий потенциал (фиг.3,в). При этом состо ние триггера 10 остаетс  неизменным (на пр мом выходе логическа  1).

Аналогично, при достижении сигналом с датчика 5 уровн  срабатывани  (и рр ) порогова  схема 7 (первый вывод измерительной обмотки датчика 5 -через коммутирующий элемент 19 коммутатора 14 подключен, например, к пр мому входу пороговой схемБ{ 7, а второй -вывод - к инвертирующему входу) срабатывает, на ее пр мом . выходе устанавливаетс  высокий потенциал (фиг. 3, д), который через коммутирующий элемент 21.коммутатора 14 поступает Hat вход дифференцирующей цепи 9 с выхода которой на вход триггера 10 поступает импульс, , устанавливающий на его пр мом выходе логический Смена состо ни  на синхронизирующем входе триггера 12,. св занного с пр мым выходом триггера 1Q, с 1 на О обеспечивает его срабатывание, подготовленное сигналами с выхода триггера 11, состо ние которого по пр мому выходу остаетс  неизменным (логический О). В результате чего коммутатор 14 переключаетс , при этом пр мой вход пороговой схемы 7 подключаетс  к

второму выводу обмотки датчика 5, а инвертирующий вход - к первому выводу .

После переключени  входов на пр мом выходе пороговой схемы 7 установитс  Д1ИЗКИЙ потенциал (фиг. 3, Э). Одновременно, коммутатор 14 контактами 21 переключает дифференцирующую цепь 9 на инверсный выход пороговой схемы 7 (фиго 3, е). При этом состо0 ние триггера 10 не измен етс  (логический О на пр мом выходе). Логичеркий О на пр мом выходе пороговой схемы 6 присутствует до момента достижени  сигналом с датчика 4

5 (при переходе из плюса в минус) уровн  срабатывани  ( ) пороговой cxeMiji. На пр мом выходе пороговой схемы 6 устанавливаетс  логическа  1, на инверсном О (фиг.З, в , ),

Q с выхода дифференцирующей цепи 8, подключе,нной к инверсному выходу пороговой схемы 6, на вход триггера 10 поступает отрицательней им- пульс, на который триггер не реаги5 РУет. Затем сигнал с датчика 4 вновь Достигает уровн  срабатывани  ( ), но уже при переходе из минуса в плюс. На инверсном выходе пороговой схемы 6 устанавливаетс  логическа  1 котора  через коммутирующий элемент

18 коммутатора 13 и дифференцируницую цепь 8 устанавливает на пр мом выходе триггера 10 логическую 1. При этом срабатывает триггер 11, триггер 12 подготавливаетс  к работе, «ом5 мутирующий элемент 16 Коммутатора 13 вновь подключает пр мой вход пороговой схемы 6 к,первому выводу обмотки датчика 4, коммутирующий элемент

-17 - инвертирующий вход к второму 0 выводу обмотки датчика, а коммутирующий элемент 18 подключает вход дифференцирующей цепи к пр мому выходу пороговой схемы 6. Образовавшийс  при этом отрицательный перепад

5 напр жени  (переход с логической 1 в логический О) на ъходе диф ференцирующей цепи не во хействует на триггер 10, а следующий за ним положительный перепад (переход.с

0 логического О в; логическую 1) подтверждает состо ние триггера 10. Аналогично работает схема и при превышении сигналом датчика 5 уровн  срабатывани  пороговой схемы 7

5 ьр )« При этом на выходе триггера 10 устанавливаетс  О, первый

вывод обмотки датчика 5 подключен к пр мому входу пороговой схемы 7 чё

; рез коммутирующий элемент 19, второй

вывод - к инвертирующему входу через коммутирующий элемент 20, а вход дифференцирующей цепи 9 подключен через коммутирующий элемент 21 к пр мому выходу пороговой схемы 7. - Схема устанавливаетс  в исходное со65 стсЗ ние.

Таким образом, в первый период триггер 10 находитс  в состо нии 1 в течение времени t t + t (фиг. 2, в) меаду моментами перехода входными сигналами через уровень срабатывани  пороговой схемы, например положительный U.Jp, а в следуниций

to период - в течение времени t

- At между переходами через уровень срабатывани  переключенной пороговой схемы (так как переключены входы пороговой схемы, то это равноценно смене знака уровн  срабатывани ) , где t, - интервал времени между t ментами перехода входными сигналами равной амплитуды А1 и А2 через уровень срабатывани  (фиг. 2, 5)j At изменение интервала времени между моментами перехода входными сигналами через уровни срабатывани  при наличии разницы амплитуд На индикатор 15 за. два периода поступают два им пyльca (фиг, 2,е , 3 ж) суммарна 

}цлительность.которых, равна t + t2 (to + 4t) + (tp- /at) 2to, пропорциональна фазовому сдвигу, a следовательно, крут щему моменту.

Таким образом, результат измерени , осредненный за два периода не зависит от амплитуды сигналов. Переключение же входов пороговой схегиы равноценно ее срабатыванию на одинаковых (по величине и противоположных по знаку) уровн х, что исключает амплитудно-фазовую погрешность измерител  крут щего момента при каком-либо изменении (дрейфе) уровн  срабатывани .

Использование предлагаемого измерител  крут щего момента позвол ет обеспечить высокую точность измерени  в широком диапазоне изменени  амплитуд входных сигналов при смещении уровней срабатывани  пороговых схем..

Claims (1)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий упругий вал, с концами базового участка которого жестко связаны измерительные диски, вблизи каждого из которых установлен свой датчик, имеющий измерительную обмотку, две пороговые схемы, каждая из которых имеет два входа и прямой выход, две дифференцирующие цепи, выходы которых'..связаны с входами первого триггера, инверсный выход которого через второй триггер соединен с управляющим входом одного коммутатора и управляющим входом третьего триггера, синхронизирующий вход которого связан с прямом выходом первого триггера, а выход - с управляющим входом другого коммутатора, и индикатор, соединенный с прямым выходом первого триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вй счет компенсации влияния смещения уровней срабатывания пороговых схем, в нем каждый коммутатор выполнен в виде трех коммутирующих элементов, а каждая пороговая схема снабжена инверсным выходом, при этом входы каждой пороговой схемы соединены через первый и второй коммутирующие элементы соответствующего коммутатора с выводами измерительной обмотки соответствующего датчика, а прямой и инверсный выхода - через третий коммутирующий элемент соответствующего коммутатора с входом соответствующей ' дифференцирующей цепи.

   167