SU920410A1 - Способ и устройство дл измерени крут щего момента - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

I

Изобретение относитс  к измерительгной технике и может быть использовано при измерении крут щего момента.

Известен способ измерени  момента на валу путем преобразовани  мсмента с помощью двух датчиков скорости вращени  вала в сдвинутые по фазе гармонические сигналы. По данному способу квантуют по уровн м амплитуду опер&жающего сигнала до момента перехода , нулевого уровн  отстающим сигналом, и по числу квантующих уровней суд т об измер емом параметре 1.

Недостатком способа  вл етс  низка  точность измерени  вли ни  высших гармоник, содержащихс  в сигналах датчиков, а также из-за неточности ква товани  по уровн м.

Известен способ измерени  крут щ го момента по отношению временного сдвига к периоду вращени  вала, которое зависит от угла скручивани . По этому способу при врашении вала проювоантс  считывание меток неподвижно установленными датчиками. Временной сдвиг между импульсами датчиков пропорционален углу закручивани  и периоду вращени  вала. Путем преобразовани  полученных сигналов определ ют величину крут щего мсачента. Дл  повышени  ности измерени , полученные сигналы заполн ютс  импульсами опорной часто ты Г2.

Недостатком известного способа  в10 л етс  суммирование погрешности формирова (П1Я длительности импульса, образуемой за счет разности фаз меток измерительного диска и пропорциональной величине крут щего момента. Кроме Toroi

1$ устройства дл  реализации этого способа характеризуютс  низкой разрещак щей способностью.

Цель изобретени  - повышение чу&ствительности и точности.

X

Поставленна  цель достигаетс  таи, что разность фаз определ ют по разности числа импульсов опорной частоты за первые в вторые полупериоды враще(т 

вала. В устройстве дл  измерени  крут щего момента по предлагаемому способу отметчики угла положени  вала сдвинуты друг относительно друга на 1 8О, а измерительна  схема выполнена в виде двух фазокомпенсаторов, двух триггеров, двух управл емых ключей, схем управлени  и индикации, формировани  времени измерени  и индикации, генератора опорной частоты, реверсивного счетчика и регистра пам ти, при этом датчики считывани  через фазокомпенсаторы соединены с первыми входами триггеров, вторые входы которых соединены со схемой управлени , а выходы подсоединены к первым входам управл емых ключей, вторые, и третьи входы которых соедине ы соответственно с генераторем опорной частоты и схемой формировани  времени измерени  и индикации , выходы управл емых ключей подсоединены к счетным входам реверсивного счетчика, св занного со схемой управлени  и регистром пам ти, который соединен со схемами управлени  и индикаиии .

На фиг. 1 изображена схема устройства дл  реализации предлагаемого способа; на фиг, 2 - положение отметчиков на валу при нагружении последнего; на фиг. 3 - графики, по сн ющие работу устройства.

Устройство содержит два укрепленных на противоположных концах вала 1 отметчика 2 и 3, сдвинутых относительгно друг друга на 180°, неподвижные датчики 4 и 5, считывающие с отметчиков 2 и 3 угол их относительного положени  на валу 1. Выходы датчиков 4 и 5 подключены к входам фазокомпенсаторов 6 и 7, предназшченных дл  устранени  погрешностей начальной установки датчиков считывани  4 и 5. Выходы фазсжомпенсаторов 6 и 7 подсоединены к входам триггеров 8 и 9, преобразующих угловые интервалы во временные. Триггеры 8 и 9 соединены с выходами схемы 10 управлени  и формируют попеременно отпирающие сигналы на первых входах управл емых ключей 11 и 12. Вторые входы ключей Ц и 12 св заны с генератором 13 опорной частоты, заполн ющим временные интервалы импульсами опорной частоты. Третьи входы клкчей 11 и 12, соединены с выходами сх&мы 14 формщ овани  времени измерени  и индикации. Импульсы опорной частоты с выходов ключей 11 и 12 поочередно подаютс  на пр мой и обратный счетные

ВХОДЫ реверсивного счетчика 15, взаимодействующего со схемой. 10 управлени .

Суммарна  разность с реверсивного счетчика 15 последовательно проходит 5 регистр 16 пам ти и схему 17 индикации . Регистр 16 пам ти соединен со схемой 10 управлени .

Величина крут щего момента пропорциональна разности углов положени  0 отметчиков 2 и 3

Mr Ц((/,./)Kft +u fj-iq-.Vj K-li-f,(1)-.

где М - величина крут щего момента

Ч ,4. - углы относительного положени  5осей отметчиков на окружнос

ти вала под нагрузкой} 4f) - исходнь1й угол относительного положени  осей отметчиков на окружности вала без на0грузки , равной 18О

A - угол скручивани  вала. Под действием крут щего момента, передаваемого валом 1, происходит от носительное смешение по окружности от- 5 метчиков 2 и 3 от первоначального положени  (фиг. 2). С выходов датчиков считывани  4 и 5 снимаютс  сигналы углоьых интервалов Ч и ifn разность которых . пропорциональна измер емому мо0 менту. Эти сигналы после компенсировани  погрешности от начальной установки отметчиков в фазокомпенсаторах 6 и 7 поступают на входы триггеров 8 и 9. Триггеры 8 и 9 преобразуют сигналь угловых интервалов во временные и формируют импульсы, поочередно открыва-iющие -КЛЮЧИ 11 и 12 соответственно на врем  (графики Бив фиг. З)

, i urH ifc-.

где t и Та. - врем  прохождени  отметчиками 2 и 3 углов Ч н Чг относительно неподвижных датчиков считывани  4 и 5;

М - число оборотов вала за 1 с. ФроНты импульсов t ., и tj управл ют ключами 11 и 12, пропускающими импульсы вь1сокой частоты опорного генератора 13 на входы реверсивного счетчика 15. На графт ах г и а (фиг. 3). показаны осшшпогрвфы заполнени  реверсивного счетчика в Течетга временных интервалов t и tft высокочастотными импульсами через входы пр мого и обратного, счета.

Claims (2)

1. При ннгружении вала 1 количества этих импульсов аа один оборот будут соответственно равны . vio 13in - On где Nt2 - количества импульсов опор ной частоты, прошедших через управл емые кпвдчи 11 и 12 соответственно, за врем  t Htrj; ; р - стабильна  частота опор ного генератора. За кеикдый оборот вала 1 реверсивны счетчик 15 регистрирует разность KomSfчества импульсов первого и второго полупёриодов вращени  равную Суммиру  с помощью реверсивного счетчика 15 и схем 14 и 10 разности количеств импульсов за определенный промежуток времени равный или больргай одного периода врашени  вала 1, получаем выражение не завис щее от числа оборотов вала S NT-V l)(2) где Т - врем  суммировани  разности. Подставл   в уравнение (1) значение утла скручивани  из формулы (2), получим вьфажение крут щего момента через суммарную разность показаний ре версивного счетчика 15 -auN-K-auN где К - коэффициент пропорциональное ти. Суммарна  разность с выхода реверсив;ного счетчика 15 п иодически посту пает в регистр 16 пам ти и от него передаетс  на схему 17 индикации. Г еолагаемый способ и устройство Ш1Я его реализации позвол ет увеличить точность измерени  в щироком диапазоне крут щих моментов и частот вращени  вала за счет ьычитатш префшуших nonрешностей и сократить вдвое длину базы на валу при одинаковой чувствительности 9 0 Формула изобретени  1.Способ измерени  крут щега момента путем преобразовани  разносчгн фаз датчиков угла положени  вала вго временной интервал с последующим за-полнением его импульсами опорной чаето ты и определени  крут щего момента та этой разности, отличающий - с   тем, что, с целью повышени  чувст вительности и точности, разность фаз ощэедал ют по разности числа импульсов опорной частоты за первые и вторые по- . лупериоды вращени  вала. 2.Устройство дл  измерени  крут щего момента, содержащее отметчики -. угла положени  вала, датчики считывани  и измерительную схему, о т. л и -чающеес  тем, что отметчики утла положени  вала сдвинуты друг относительно друга на 180, а измеритель на  схема выполнена в виде двух фазоксвлпенсаторов , двух триггеров, управл емых ключей, схем управлени  и индикации, формировани  времени измер&ни  и индикации, генератора опорной чаототы , реверсивного счетчика и регистра пам ти, при этом датчгики считывани  через фазокомпенсаторы соединены с первыми входами триггеров, вторые входы которых соединены со схемой управлени , а выходы подсоединены к первым входам управл емзых ключей, вторые и третьи входы которых соединены соответственно с генератором опорной частоты и схемой формировани  времени измерени  и инди-. кации, выходы ,управл емых ключей присоединены к счетным входам реверсивного счетчика, св за1шого со схемой управлени  и регистром пам ти, который соединен собхемамиуправлени  и иипикации. Источники информации, прин тые во внимание при - экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР hfe 538246, кл. (5 01U 3/1О, 1975.
2. 2.Фролов Л. Б. Измерение крут щего момента. М., Энерги , 1967, с. 43-56 (щвототип).

   /

   {I:

   U$nx. Л/7Г. cvum.

   г

   t,

   . TPi

   t/8bfx 7PI

   /

   f/Sy.f cvf/nv. ffZ

   l/fyg cvemZ

   8

   N1

   Фие