Устройство для измерения момента на вращающемся валу Советский патент 1985 года по МПК G01L3/10 

1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения значений физической величины на вращающемся валу с помощью резистивных датчиков например тензорезисторов. Цель изобретения - повышение точ ности измерения. На чертеже изображена схема устройства. Устройство состоит из источника переменного тока, неподвижной 2 и вращающейся 3 обмоток вращающегося трансформатора, выпрямителя 4, стабилизатора 5, мостовой цепи 6, формировйтеля 7 времяимпульсных сигналов, согласующего блока 8, светодирда 9, фотодиода 10, формировател 11 импульса, преобразователя 12 времяимпульсных сигналов в напряжение, блока 13 изменения коэффициента преобразования, первого дешифратора 14, первого счетчика 15, первого дополнительного формирователя 16 импульса, первого дополнительног фотодиода 17, коммутатора 18, набора образцовых сопротивлений 19, вто рого дешифратора 20, второго счетчи ка 21., второго дополнительного формирователя 22 импульсов, второго дополнительного фотодиода 23, перво го ключа 24, первого дополнительног светодиода 25, второго ключа 26, второго дополнительного светодиода 27 и источника 28 питания светодиодов. Источник 1 переменного тока связан с неподвижной 2 обмоткой вращающегося трансформатора, вращающаяся обмоТка 3 которого соединена с выпрямителем 4. Стабилизатор 5 связан с цепями питания электронных блоков, установленных на вращающемся валу, К выходу и диагонали питания мостовой цепи 6, имеющей резнетивный датчик в плече, подключен формирователь 7 времяимпульснык сигналов, выход которого через согласующий блок 8 связан со светодио дом 9. Фотодиод 10 установлен вдоль оси вращения соосно со светодиодом 9 и связан через формирователь 11 импульса с преобразователем 12 врем импульсных сигналов в напряжение. Н неподвижной части источник 28 питания светодиодов соединен с первым и вторым дополнительными светодиода 1МИ 25 и 27 через первый 24 и второй 882 26 ключи. Светодиоды установлены в непосредственной близости от поверхности вращающегося вала, в плоскостях вращения дополнительных фотодиодов 17 и 23 , установленных на поверхности вращающегося вала. Первый дополнительный фотодиод 17 связан через первый дополнительньй формирователь 16 импульса с входом первого дешифратора 14, выходы которого соединены с входами блока 13 изменения коэффициента преобразования. Выходы блока 13 изменения-коэффициента преобразования связаны с с.оответствующими входами управления коэффициентом преобразования формирователя 7 времяимпульсных сигналов. Второй фотодиод 23 через второй формирователь 22 импульса связан с входом счетчика 21, выходы которого соединены с входами второго дешифратора 20. Выходы дешифратора 20 соединены с управляющими входами коммутатора 18, коммутирующие входы которого соединяют образцовые .сопротивления 19 t плечом мостовой цепи 6. Рассматривают работу устройства при разомкнутых ключах 24 и 26. От источника 1 переменного тока через неподвижную . 2 и вращающуюся 3 обмотки вращающегося трансформатора на вал во время его вращения поступает напряжение питания, которое выпрямляется в выпрямителе 4 и стабилизируется для питания электронных блоков в стабилизаторе 5. Мостовая цепь 6 запитана от формирователя 7 времяимпульсных сигналов, и ее выходное напряжение преобразуется в нем во временной интервал действия импульса. Импульс, временной интервал которого функционально связан с измеряемойвеличиной, передается на светодиод 9 через согласующий блок 8, и вспышки этого светодиода 9 принимаются на неподвижной части фотодиодом 10. Формирователь 11 импульса формирует импульс. Который соответствует по длительности импульсу формирователя 7 времяимпульсных сигналов. В преобразователе 12 времяимпульсных сигналов в напряжение происходит преобразование временного интервала входного импульса в напряжение, значение которого функционально связано с измеряемой величиной и является ее мерой. По значениям выходного напряжения преобразователя времяимпульсных сигналов в напряжение оператор делает вывод о необходимости расширения диапазона измерения в том случае, когда это напряжение превышает граничное значение. Оператор замыкает Первый ключ 24 на время, меньшее времени одного оборота вала в тот момент, когда вращающийся первый дополнительный фотодиод 17 оказывается в зоне излучения неподвижного первог дополнительного светодиода 25. При этом на выходе первого дополнительно го формирователя 16 импульса возникает импульс, который поступает на первый счетчик 15 и создает в послед нем код, соответствующий единице. На выходе первого дешифратора 14, соответствующего этому коду, появляется разрешающий уровень, который воздействует на соответствующий вход блока 13 изменения коэффициента преобразования. Выходной сигнал блока 13 изменяет на известную заранее величину коэффициент преобразования формирователя 7 времяимпульсных сигналов, В том случае, если выходное .напряжение преобразователя 12 времяимпульсных сигналов в напряжение меньше граничного значения напряжения линейного диапазона измерения, осуществляют измерение физической величины с учетом нового диапазона измерения. Если выходное напряжение преобразователя 12 времяимпульсных сигналов в напряжение превьшает граничное значение линейного диапазона оператор вновь замыкает первый ключ 24 и кратковременно зажигает первый дополнительный светодиод 25 в тот мо мент, когда вращающийся первый дополнительный фотодиод 17 находится в зоне излучения светодиода 25. На первом счетчике 15 устанавливается код, соответствующий второму импульсу, по выходной шине первого дешифр Topaj соответствующей этому коду, появляется разрешающий уровень, воз действующий на соответствующий вход блока 13 изменения коэффициента преобразования, что приводит к следующему изменению коэффициента пре884образования формирователя 7 на .известную величину. Если и при этом возникает необходимость переключить диапазон измерения, то операция замыкания первого ключа 24 повторяется до тех пор, пока требуемьш диапазон не установится. Таким образом, воздействуя кратковременными вспьппками первого дополнительного светодиода 25 на первый дополнительньм фотодиод 17, устанавливается необходимьш диапазон измерения. При необходимости компенсации не информативного напряжения мостовой цепи 6, например, в случае изменения сопротивления резистивного датчика от температуры, оператор замыкает второй ключ 26 на время, меньшее времени одного оборота вала, в тот момент, когда вращающийся второй дополнительньм фотодиод 23 попадает в зону излучения второго дополнительного светодиода 27. При этом на выходе второго дополнительного форми.рователя 22 импульса появляется импульс, которьй записьшается во второй счетчик 21. На соответствующем выходе дешифратора 20 появляется разрешающий уровень, под действием которого в коммутаторе 18 происходит подключение одного из образцовых резисторов 19 к плечу мостовой цепи 6, и за счет этого происходит компенсация выходного напряжения мостовой цепи 6. При необходимости дальнейшей компенсации неинформативного напряжения мостовой цепи 6 происходит повторное замыкание второго ключа 26 указанным способом, и за счет записи второго импульса во второй счетчик 21 происходит подключение посредством коммутатора 18 другого, образцового сопротивления 19 параллельно плечу мостовой цепи 6, Таким образом, посылая импульсы с второго дополнительного светодиода 27 на вращающийся второй дополнительный фотодиод 23, оператор подключает требуемое для компенсации образцовое сопротивление 19 в плечо мостовой цепи.

f

E, El

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ ВАЛУ, состоящее из подвижной и неподвижной час тей, содержащее на- неподвижной части источник переменного тока с непо вижной обмоткой вращающегося трансформатора и соединенные последовательно первый фотодиод, формирователь импульса и преобразователь времяимпульсных сигналов в напряжение, а на подвижной части - набор образцовых сопротивлений и соединенные последовательно вращающуюся обмотку вращающегося трансформатора выпрямитель и стабилизатор, к выходу которого подключены цепи питания формирователя времяимпульсных сигна лов в напряжение, вход которого связан с мостовой измерительной цепью, а-выходы через согласующий блок - со светодиодом, отличающееся тем, что, с целью поТЕНИ вышения точности измерения, оно снабжено источником питания светодиодов, цепью изменения коэффициента преобразования, содержащей первьй ключ, второй светодиод, второй фотодиод, второй формирователь импульсов, первый счетчик, первый дешифратор и блок изменения коэффициента преобразования, и цепью балансировки мостовой измерительной цепи, состоящей из второго ключа третьего светодиода, третьего фотодиода, третьего формирователя импульсов, второго счетчика, вторых дешифратора и коммутатора, причем источник питания светодиодов соот- ветственно через первый и второй ключи соединен с вторым и третьим дополнительными светодиодами, которые оптически связаны с вторым и третьим фотодиодами, выходы кото- . рых через второй и третий формирова тели импульсов и первый и второй счетчики связаны со своими первым и вторым дешифраторами, причем первый дешифратор соединен с блоком изменения коэффициента преобразорания, а второй дешифратор подключен к коммутатору, через который набор образцовых сопротивлений соединен с мостовой измерительной цепью.