Цифровой измеритель крутящего момента Советский патент 1983 года по МПК G01L3/10 

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к силоизмерйтельной технике, а именно к измерению крутящего момента на вращающихся валах.

Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее установленные на концах вала датчика скорости вращения и измерительную схему 1 .

Однако данное устройство не обеспечивает требуемой точности измере-з ния.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель крутящего момента, содержащий торсиометр с двумя фазными датчиками, два усилителяограничителя, схему совпадения, блок управления, генератор импульсов, задатчик времени измерения и цифровой индикатор, соединенный с выходом блока управления, первый вход которого соединен с выходом схемы совпадения, к входам которой через усилители-ограничители подключены фазные датчики, причем выход генератора импульсов подключен к второму входу блока управления и к входу задатчика времени измерения, выход которого подключен к третьему входу блока управ ления 2 .

Однако известный измеритель такс же не обеспечивает требуемой точности измерения вследствие отсутствия возможности учета параметров торсиона, например, при его замене. Кроме того, недостатком измерителя явля4п ется сложность процесса калибровки.

Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение процесса калибровки.

Поставленная цель достигается тем,

15 что в известный измеритель введены интегратор, компаратор, два источника напряжения, два потенциометра, три ключа, управлякедие входы которых соединены с тремя управляющими выхо20дами блока управления, при этом один источник напряжения через один ключ соединен с одним входом интегратора, выход .которого через компаратор соединен с четвертым входом блока управ25ления, второй источник напряжения через оди потенциометр и второй ключ соединен с вторым входом интегратора, а также через другой потенциометр и третий ключ - с первым входом интег30ратора. На чертеже приведена принципиаль ная схема предлагаемого измерителя. Цифровой измеритель крутящего мо мента содержит вал торсиометра 1, на концах которого закреплены две шестерни-индукторы 2 и 3, являющиеся подвижной системой фазных датчиков 4 и 5, выходы которых через уси лители-о-граничители 6 и 7 соединен с входами схемы 8 совпадения, выход .которой подключен к первому входу блока 9 управления. Измеритель содержит также генератор 10 импульсов, задатчик 11 време ни измерения, цифровой индикатор 12 блок 13 калибровки, который состоит из первого 14, второго 15 и третьего 16 ключей, чьи управляющие входы подключены к одноименным управляющим выходам блока 9 управления, интегратор 17, компаратор 18, первый 19 и второй 20 потенциометры, первый 21 и второй 22 источники напряжений, при этом первый источник 21 напрякения является положительным, а второй 22 - .отрицательным. Измеритель работает следующим обр зом. Вал торсиометра 1 под действием крутящего момента скручивается, шестерни-индукторы 2 и 3 смещаются друг относительно друга, вследствие чего сигналы фазных датчиков 4 и 5, близкие по форме к синусоиде, сдвинуты по фазе на угол, пропорциональный величине крутящего момента. Сигналы с фазных датчиков 4 и 5 через усилители-ограничители 6 и 7 управляют работой схемы 8 совпадения,с выхода которой импульсная последовательност поступает на блок 9 управления. В начале измерительного цикла блок управления замыкает второй ключ 15 и размыкает третий ключ 16. Одновремен но блок управления замыкает первый ключ 14, когда сигнал на выходе схемы 8 совпадения равен , и размыкает его, когда сигнал на выходе схемы 8 совпадения равен О, При наличии крутящего момента средний ток заряда интегратора 17 от первого источника 21 напряжения через первый ключ 14 превышает ток разряда через второй ключ 15 от второго источника 22 напряжения, и напряжение на интеграторе начинает увеличиваться. Этот процесс продолжается в течение постоянного интервала времени t, который формируется с помощью генератора 10 импульсов и задатчика 11 времени измерения После окончания интервала времени tjj блок 9 управления размыкает первый 14 и второй 15 ключи и замыкает третий ключ 16, при этом напряжение на выходе интегратора 17 начинает линей уменьшаться из-за наличия тока разряда от второго источника 22 через третий ключ 16, Одновременно цифровой индикатор 12 начинает подсчитывать число импульсов с генератора 10 импульсов, После того, как напряжение на выходе интегратора достигнет нулевого уровня, срабатывает компаратор 18 и, воздействуя на блок управления, прекращает поступление импульсов с генератора 10 в-цифровой индикатор 12, Время Tj(, в течение которого напряжение на выходе интегратора 17 снижается до нуля, определяется напряжением, накопленнЕзШ интегратором 3at предыдущий uHKJi- (в течение t) и пропорциональным коэффициенту заполнения импульсной последовательности на выходе схемы 8 совпадения, Число импульсов , поступившее в цифровой индикатор 12, определяет величину Мк. Рп. х ( ,)1 lu iT-AivT-VJ к- Х ц-к- :-V т 0 Г+ Х -1 счи;;:т-- кргде и. - напряжение первого положи-.-. тельного источника 21; напряжение второго (отрицательного) источника 22; К - коэффициент деления напряжения первым-потенциометром . 19; Кп - коэффициент деления напряжения вторым потенциометром 20; а - коэффициент пропорциональности;tg - интервал времени, задаваемый задатчиком 11 времени измерения; гСд+С - длительность импульсов на выходе схемы 8 совпадения; TQ - длительность импульсов на выходе схемы 8 совпадения при Т - период входного сигнала; f - частота следования импульсов с генератора 10 импульсов ) - число импульсов, поступившее в цифровой индикатор 12 за время Т, Поскольку при отсутствии сигналы с фазных датчиков 4 и 5 сдвинуты по фазе из-за неточной начальной установки датчиков, а параметры различных валов неидентичны (различная жесткость материала), то перед началом измерений производится калибровка измерителя крутящего момента. При отсутствии МХР с помощью первого потенциометра 19 производят установку нуля по цифровому индикатору 12. Затем задают номинальный и с помощью второго потенцио тра 20 про изводят установку по цифровому индикатору 12 значения, соответствующего заданному f, Предлагаемое изобретение позволяет легко осуществлятБ калибровку измерителя крутящего момента с помощью потенциометров 19 и 20, установленных на-лицевой панели измерителя Формула изобретения Цифровой измеритель крутящего момента | содержагций торсиометр с двумя фазными датчиками,два усилителяограничи1;еля, схему совпадения, блок управления,генератор импульсов, задатчик времени измерения ицифровой индикатор, соединенный с выходом бло ка управления, первый вход которого соединен с выходом схемы совпадения, к входам которой через усилители-ограничители подключены фазные датчики причем выход, генератора имйульсов подключен -к- второму входу блока управления и к входу задатчика-времени измерения, выход- которого подключен к третьему входу блока управления, отличаю щийс я тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса калибровки, в него введены интегратор, компаратор, два источника напряжения, два потенциометра f Три ключа f управляющие -входы которых соединены с тремя, управляющими выходами блока управления, при этом один источник напряжения через один ключ соединен с одним входом интегратора, выход которого через компаратор соединен с четвертым входом блока управления, второй источник напряжения через один потенциометр и второй ключ соединен с вторым входом :интегратора, а также через другой потенциометр и третий ключ - Ъ первым входом интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Фролов Л.Б, Измерение крутящего момента. М. , Энергия, 1967, с. 45-56, 2.Авторское свидетельство СССР 700790, кл. G 01 L 3/10, 1978 (npoTOTjan) ,