Устройство для измерения мощности Советский патент 1984 года по МПК G01L3/24 

1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности, передаваемой вращающимся валом. Известно устройство для измерения мощности, содержащее датчик час тоты вращения вала, датчик момента элемент И, триггер и счетчик 1. Устройство не обеспечивает требу мой точности измерения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для измерения мощности, содержащее датчик частоты вращения вала, датчик крутящего момента, шир кополосный умножитель частоты, элемент И, триггер и два счетчика, вхо одного из которых подключен к выход элемента И, один вход которого под ключен к выходу триггера, а второй к выходу широкополосного умножителя частоты, выход которого подключен к выходу датчика частоты вращения вала С21. Однако это устройство также не обеспечивает необходимой точности измерения вследствие высокой погреш ности широкополосного умножителя частоты. Цель изобретения - повышение точ ности за счет уменьшения влияния нестабильности широкополосного умножителя частоты. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения мощности, содержащее датчик частоты вр щения вала, датчик крутящего, момент широкополосный умножитель частоты, элемент И, триггер и два счетчика, вход одного из которых подключен к выходу элемента И, один вход которо го подключен к выходу триггера, а второй - к выходу широкополосного умножителя частоты, вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения вала, введены дифференцирующая цепочка, элемент НЕ, схема сравнения и пять дополнительных элементов И, при этом один счетчик снабжен дополнительным входом, а триггер - дополнительным выходом, который подключен к одному входу одного дополнительного элемента И и к одному входу схемы сравнения, выход кс горой подключен к одному входу второго дополнительного элемента И, выход которого подключен к второму входу схемы сравнения, к одному входу второго счетчика и к 12 выходу одного дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к выходу широкополосного умножителя частоты и второму входу второго дополнительного элемента И, к третьему входу которого подключен один вход третьего дополнительного элемента И, и к выходу элемента НЕ, вход которого подключен к выходу датчика крутящего момента, к третьему входу одного дополнительного элемента И, к одним входам четвертого и пятого дополнительных элементов И, а также через дифференцирующую цепочку - к одному входу триггера, второй вход которого подключен к второму входу четвертого дополнительного элемента И, к выходу датчика частоты вращения вала и второму входу пятого дополнительного элемента И, выход которого подключен к второму входу второго счетчика, выход которого .подключен к второму входу третьего дополнительного элемента И , выход которого подключен к входу одного счетчика, дополнительный вход которого подключен к выходу четвертого дополнительного элемента И. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - графики сигналов. Устройство для измерения мощности содержит датчик крутящего момента 1, датчик частоты вращения вала 2, широкополосный умножитель частоты 3, триггер 4, дифференцирующую цепочку 5, логическую схему 6, основной счетчик 7, дополнительный счетчик 8, элементы И 9 - 13. Логическая схема 6 включает в себя элемент НЕ 14, элемент И 15 и схему сравнения 16. Датчик крутящего момента 1 подкпючен к входу элемента НЕ 14, к одним входамэлементов И 9, 11 и 12, а также через дифференцирующую цепочку 5 к одному входу триггера 4, второй вход которого подключен к вторым входам элементов И 9 и 11, к выходу датчика частоты .вращения вала 2 и входу широкополосного умножителя частоты 3, выход которого подключен к одним входам элементов И 10 и 15 и второму входу элемента И 12, третий вход которого подключен к одному входу схемы сравнения 16 и одному выходу триггера 4, второй выход которого подключен к второму входу элемента И Ш, выход которого подключен к выходу элемента И 13 и. младшему разряду основного счетчика 7, к второму разряду которого подключен выход элемента И 9. Выход элемента И 11 подключен к установочному входу дополнительного счетчика 8, счетный вход которого подключен к выходу элементов И 12 и 15, а также второму входу схемы сравнения 16, выход которой подключен к второму входу элемента И 15, третий вход которой подключен к выходу элемента НЕ 14 и к одному входу эле мента И 13, к второму входу которого подключен -выход дополнительно го счетчика 8. Устройство для измерения крутяще го момента работает следующим образом. При появлении на выходе датчика крутящего момента 1 импульса, перио следования которого пропорционален значению крутящег.о момента, на первых входах элементов И 9, 11 и 12 устанавливается уровень 1, Передним фронтом импульса с датчика кру. тящего момента через дифференцирующ I цепочку 5 триггер 4 устанавливается в единичное положение по выходу, связанному с элементом И 10. При этом на младший разряд основного счетчика 7 поступают импульсы с широкополосного умножителя частоты 3. Частота f этих импульсов больше частоты следования импульсов с датчика частоты вращения вала 2 в п раз (в данном случае п 10). Эти импульсы поступают на вход основног счетчика 7 до тех пор, пока не появится первый (после появления импульса с датчика крутящего момента импульс с датчика частоты вращения вала 2 Этот импульс опрокидывает триггер 4, и элемент И 10 прекращае прохождение импульсов на младший ра ряд основного счетчика 7. Этот импульс, а также все последующие импульсы с датчика частоты бращения вала 2, совпадакяцие по времени с им пульсом датчика крутящего момента 1 через элемент И 9 поступают на стар шие разряды основного счетчика 7. После опрокидьшания триггера 4 откр вается элемент И 12 и импульсы с широкополосного умножителя частоты 3 поступают на вход дополнительного счетчика 8, содержимое которого сбрасывается на ноль через элемент И 11 каждым последующим импульсом с датчика частоты вращения вала 2, совпадающим по времени с импульсом датчика крутящего момента 1. После прекращения действия импульса датчика крутящего момента 1 в дополнительном счетчике 8 фиксируется какоето число (в пределах десяти). В этот же момент на выходе элемента НЕ 14 устанавливается 1 и импульсы с широкополосного умножителя частоты 3 через элемент И 15 поступают на вход дополнительного счетчика 8. Всего поступает десять импульсов. На десятом импульсе срабатывает схема сравнения 16, на ее выходе устанавливается уровень О, и элемент И 15 закрывается. При этом из дополнительного счетчика 8 в младший разряд основного счетчика 7 через элемент И 13 перезаписывается число, дополняющее содержимое дополнительного счетчика 8 до десяти. В результате в основном счетчике 7 фиксируется число, несущее информацию о величине мощности K 10N4-n +n2 где К - ЧИСЛО, пропорциональное мощности, число импульсов датчика частоты вращения вала 2, совпавшее по времени с импульсом датчика крутящего момента 1; Hj- количество импульсов с широкополосного умножителя частоты сосчитанных соответственно за моменты времени Ац фиг. 2). Следовательно, погрешность широкополосного умножителя частоты сказывается только на точности счета п и nj . ) Таким образом, изобретение поз- воляет повысить точность измерения мощности путем уменьшения влияния погрешности широкополосного умножителя частоты.

Фиг. 1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ, содержащее датчик частоты вращения вала, датчик крутящего момента, широкополосный умножитель частоты, элемент И, триггер и два счетчика, вход одного из которых подключен к выходу элемента И, один вход которого подключен к выходу триггера, а второй - к выходу широкополосного умножителя частоты, вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения вала, отличающееся тем, .что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния нестабильности широко полосного умножителя частоты, в него введены дифференцирующая цепочка, элемент НЕ, схема сравнения и пять дополнительных элементов И, при этом один счетчик снабжен допсшнйтельным входом, а триггер - дополнительным выходом, который подключен к одному входу одного дополнительного элемента И и к одному входу схемы сравнения, выход которой подключен к одному входу второго дополнительного элемента И, выход которого подключен к второму входу схемы сравнения, к одному входу второго счетчика и к выходу одного дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к выходу широкополосного умножителя частоты, к второму входу второго дополнительного элемента И, к третьему входу которого подключен один вход третьего дополнительного элемента И, и к i выходу элемента НЕ, вход которого подключен к выходу датчика крутяще(Л го момента, к третьему входу одного дополнительного элемента И, к одним входам четвертого и пятого дополнительных элементов И, а также через дифференцирующую цепочку - к одному входу триггера, второй вход которого подключен к второму входу четвертого дополнительного элемента И, к вы:о ходу датчика частоты вращения вала и СП) к второму входу пятого дополнительногр :о элемента И, выход которого подключен к второму входу второго счетчика,выход которого подключен к второму входу третьего дополнительного элемента И, выход которого подключен к входу одного счетчика, дополнительный вход которого подключен к выходу четвертого дополнительного элемента И.

вход 7,8

ImjNJiiniiiiil

П

, Cfpac

Иг

ь

ПИНИИ