Преобразователь силовых параметров в частоту Советский патент 1986 года по МПК G01L1/22 G01L3/10 

1

изобретение относится к силоиэ- мерительной технике и может быть использовано, например, для измерения момента силы на вращающемся валу.

Цель изобретения - обеспечение возможности преобразования при размещении тензомоста на вращающемся валу.

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя силовых параметров в частоту; на фиг.2 - диаграммы изменения во времени силового параметра, токов и напряжений.

Преобразователь силовых параметров в частоту содержит тензомост 1 составленный из тензорезисторов R - R/,, блок 2 из четырех кинематически связанных вращающихся конденсаторов С;, - Ci,, вторичный измерительный прибор 3 включающий в себя преобразователь напряжение-ток 4, дифференциальный усилитель 5,, схему сравнения 6 и интегратор 7.

Выход преобразователя напряжение- ток 4 через вращающийся конденсатор С, подключен к одному полюсу диагонали питания тензомоста I, второй полюс которой через вращающийся конденсатор С t, подключен к общей шине вторичного измерительного прибора 3,

Измерительная диагональ т€;нзо- моста 1 через вращающиеся конденсаторы Сг и Cj подключена к входам дифференциального усилителя 5, выход которого подключен к одному входу схемы сравнения 6, выход которой подключен к входу преобразователя напряжение-ток 4 и к входу интегратора 7, выход которого подключен к другому входу схемы сравнения 6.

Преобразователь силовых параметров в частоту работает следующим образом,

Тензомост 1 размещают на вращаю- . шемся объекте,с которым кинематически связьюают вращающиеся конденсаторы С г,. При отсутствии силовых воздействий на тензомост 1 он сбалансирован, поскольку R R RS R вследствие чего выходное напряжение дифферендиального усилителя 5 (фиг. 2 .

При воздействии на тензомост какого-либо силового параметра, например крутящего момента , баланс тензомоста 1 нарушается и на выходе дифферендиального усилителя появ2133632

ляется напряжение Vc,0. При этом на выходе схемы сравнения 6 благодаря положительной обратной связи скачкообразно устанавливается напряжение

5 амплитудой Vg, для определенности положим положительное. Это напряжение поступает на вход интегратора 7 и преобразователя напряжение-ток 4, на выходе которого устанавливает10 с я ток У(и Vg , где k - коэффициент преобразования преобразователя напряжение-ток 4 1/Ом1 Ток li, через вращающийся конденсатор С поступает в диагональ питания зомоста 1. В результате с точек c и о измерительной диагонали тензомоста 1 снимаются напряжения, опи- сьгоаемые выражениями

Va(t)( V5(t)--(R5)(

20

25

30

Эти напряжения через вращающиеся конденсаторы С г и Cj поступают на входы дифференциального уснпителя 5, входное сопротивление которого много больше комплексн(гх сопротивлений вращающихся конденсаторов С г и Сэ. Напряжение на выходе дифферендиального усилителя 5 описьгоается вырчжением

.-V5)h--()-H-35

К .-И , о . К Vfe-H 2 . - 2

2-AR - --К и-V -uRrK h-Ve w. , (2)

где m - коэффициент пропорциональности;

п - коэффициент передачи дифференциального усилителя 5. Напряжение Vs подается на один вход схемы сравнения 6, на другой вход которой подается напряжение Vf. с интегратора

t

(i)

45 где t - постоянная интегрирования

интегратора 7.

В момент достижения равенства V , т.е. при

50

k- n-Vg. V,

6 t

(4)

выходное напряжение Vg схемы сравнения изменяет знак на противоположный и весь процесс повторяется аналогично рассмотренному, но с обрат- 55 ными знаками токов и напряжений.

Период Т генерируемых колебаний определяется из выражения Т 4 t n.k.

Эти напряжения через вращающиеся конденсаторы С г и Cj поступают на входы дифференциального уснпителя 5, входное сопротивление которого много больше комплексн(гх сопротивлений вращающихся конденсаторов С г и Сэ. Напряжение на выходе дифферендиального усилителя 5 описьгоается вырчжением

.-V5)h--()-H-5

К .-И , о . К Vfe-H 2 . - 2

2-AR - --К и-V -uRrK h-Ve w. , (2)

где m - коэффициент пропорциональности;

п - коэффициент передачи дифференциального усилителя 5. Напряжение Vs подается на один вход схемы сравнения 6, на другой вход которой подается напряжение Vf. с интегратора

t

(i)

45 где t - постоянная интегрирования

интегратора 7.

В момент достижения равенства V , т.е. при

50

k- n-Vg. V,

6 t

(4)

выходное напряжение Vg схемы сравнения изменяет знак на противоположный и весь процесс повторяется аналогично рассмотренному, но с обрат- ными знаками токов и напряжений.

Период Т генерируемых колебаний определяется из выражения Т 4 t n.k.

Формула изобретения

Преобразователь силовых параметров в частоту, содержащий тензомост, дифференциальный усилитель, схему сравнения и подключенный к ее входу интегратор, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности преобразования при размещении тензомоста на вращающемся объекте, в него введен блок из четырех кинематически связанных вращающихся конденсаторов и преобразователь напряжение-ток,,выход которого через первый вращающийся конден363

сатор подключен к одному полюсу одной диагонали тензомоста, другой полюс которой через второй вращающийся конденсатор подключен к общей 5 шине преобразователя напряжение-ток дифференциального усилителя, интегратора и схемы сравнения, которая снабжена вторым входом, соединенным с выходом дифференциального усилите0 ля,входы которого соответственно через третий и четвертый вращающиеся конденсаторы подключены к второй диагонали тензомоста,причем выход схемы сравнения подключен к входам интегратора и преобразователя напряжение-ток.

Изобретение относится к силоизме- рительной технике и может быть использовано для измерения момента силы на вращающемся валу. Цель изобретения - обеспечение возможности преобразования при размещении тензо- моста на вращающемся объекте. Устройство содержит тензомост 1, блок 2, вторичный измерительный прибор 3, включающий в себя преобразователь напряжение-ток 4, дифференциальный усилитель (ДУ) 5, схему сравнения 6 и интегратор 7. Напряжение на выходе ДУ 5 (описьшается математическим выражением) подается на один вход схемы сравнения 6, на другой вход которой подается напряжение с интегратора 7. В момент достижения их равенства выходное напряжение схемы сравнения изменяет знак на противоположный, процесс повторяется с обратными знаками токов и напряжений. Блок 2 состоит из четырех кинематически связанных вращающихся конденсаторов Сц.2ил. tn

ВНИИПИ Заказ 775/52 Тираж 778 Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

tfz2