Имитатор резьбовых нагрузок Советский патент 1987 года по МПК G01L5/24 

I3A5072

пульс, запускающий одновибратор 10, импульсов и осуществляет их сброс, Импульс последнего поступает на ус- чем обеспечивается отключение на- тановочные входы счетчиков 13 - 16 грузки, 2 ил.

1

Изобретение относится к измерительной технике, может быть применено при испытаниях резьборазвинчива- ющих инструментов и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. ев, № 1255878.

Цель изобретения - расширение диапазона воспроизводимых нагрузок.

На фиг. 1 приведена -функциональ- ная схема имитатора резьбовых нагрузок; на фиг. 2 - временные диаграммы поясняющие работу имитатора.

Имитатор резьбовых нагрузок содержит электромагнитный порошковый тормоз 1, с валом 2 которого соединены датчик 3 крутящего момента и датчик 4 угла поворота, цифроанапоговый преобразователь 5, усилитель 6, выход которого, соединен с управляющей обмоткой 7 электромагнитного порошкового тормоза 1, блок 8 сравнения, распределитель 9 импульсов и одновибратор 10. Один вход распределителя 9 импульсов соединен с датчиком 4 угла поворота, а второй - с выходом одно- вибратора 10, вход которого соединен с выходом блока 8 сравнения, вход которого соединен с датчиком 3 крутящего момента и одним входом усилителя 6, второй вход которого соединен с выходом дифроаналогового преобразователя 5, входы которого соединены с соответствующими выходами распределителя 9 импульсов.

Усилитель 6 содержит последовательно соединенные компаратор 11 и усилитель 12 мощности.

Распределитель 9 импульсов содержит четыре счетчика 13-16 импульсов, два дешифратора 17 и 18, входы которых подключены соответственно к выходам счетчиков 13 и 14д три элемента ИЛИ 19,20 и 21, элементы И 22, дополнительные элементы И 23, переключатели 24 и ключи 25 по чнслу выходов дешифратора 18, элемент НЕ 26,, и шину 27 логической единицы.

Выход первого элемента ИЛИ 19 под- кпючен к счетному входу третьего счетчика 15 импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ 20, выходом подключенного к установочному входу первого счетчика 13 импульсов, счетным входом подключенного к счет- л ному входу четвертого счетчика 16 импульсов, являющегося первым вхо.дом распределителя 9 импульсов, вы- Ходами которого являются выходы третьего счетчика 15 импульсов, а вторым входом - второй вход второго элемента ИДИ 20, подключенный к установочным входам второго и третьего счетчиков 14 и 15 импульсов .и установочному входу четвертого счетчика 16 импульсов, выходом подключенного к счетному входу второго счетчика

14 импульсов. Первые входы элементов И 22 и 23 подключены к соответствующим выходам дещифратора 18, вторые входы элементов И 22 подключены к выходам соответствующих переключателей 24, одноименные входы которых соединены между собой и подключены к одноименным входам первого дешифратора 17, а выходы элементов И 22 подключены к соответствующим входам

первого элемента ИЛИ 19, вторые входы элементов И 23 через ключи 25 соединены с щиной 27 логической единицы, а выходы - с соответствующими входа1 ;и третьего элемента ИЛИ 21,

выходом подключенного к входу элемента НЕ 26. Выход-третьего элемента ИШ: 21 подключен к суммирующему входу третьего счетчика 15 импульсов, е. выходы элемента НЕ 26 - к

вычитающему входу третьего счетчика 15 иьшульсов, который выполнен реверсивным.

Имитатор резьбовых нагрузок работает следующим образом.

Дпя проведения испытаний в устройстве управления тормозным методом устанавливают заданный закон изменения моментом М в функции от угл поворота датчика 4 вала тормоза. Пр этом исходная функциональная зависимость М (4) равномерно разбивается по оси абсцисса на участки, количество которых определяют числом выходов второго дешифратора 18, Опрделяют приращение и знак приращения на каждом из этих участков и производят вычисление обратных величин этих .приращений.

Затем при помощи переключателей 24 коды обратных величин этих приращений на заданных участках вводят в устройство управления тормозным элементом, а при помовщ ключа 25 вводят знаки приращений на указанных участках. При этом замкнутому положению ключа 25 соответствует положительное значение приращения на заданном участке, а разомкнутому - отрицательное. Соединяют вал 2 электромагнит- того тормоза 1 с испытуемым инструментом 28 и производят включение инструмента.

Инструмент вращается без нагрузки, так как обмотка 7 управления электромагнитного порошкового тормоза обесточена.

После включения инструмента 28 производят включение распределителя 9 импульсов, предварительно установленного в исходное состояние. При этом на первом выходе дешифратора 18 устанавливается напряжение логической единицы и выход первого переключателя 24 через элемент И 22 подключается к входу элемента ИЛИ 19, а выход ключа 25 через элемент И 23 подключается к входу элемента ИЛИ 21 На остальных входах дешифратора 18 напряжение логического нуля, поэтому выходы остальных переключателей 24 и ключей 25 отключены от входов элементов ИЛИ 19 и 21, с выхода датчика 4 угла поворота импульсы поступают на счетные входы счетчиков 13 и 16, При совпадении кода первого переключателя 24 с кодом на выходах дешифратора 18 на выходе элемента И 22 появляется напряжение логической единицы, которое через элементы ИЛИ 19 и 20 поступает на счетный вхо счетчика 15 и на установочный вход счетчика 13, осуществляя его сброс, Затем счетчик 13 вновь начинает заполняться импульсами с датчика 4 угла поворота, повторяя предыдущий

цикл до тех пор, пока не переполнится счетчик 16, При этом количество импульсов, сосчитанное счетчиком 15, определяется как

N

N., т/

поугла

где NH - количество импульсов, ступающих с датчика 4 поворота; т, - код, установленный первым

переключателем 24, Между приращением Л К, функции М f(V) на первом участке разбиения и коДом га существует зависимость

S/

где а - коэффициент пропорциональности.

Таким образом, к моменту переполнения счетчика 16 на выходе цифро- аналогового -преобразователя 5 устанавливается напряжение

«5 где b

- X п„ X 3 М,

5

1C Ч t

масштабный коэффициент преобразования цифроанало- 0 гового преобразователя 5; - n,f - емкость счетчика 16, опре- деляющая длину участков разбиения функциональной зависимости М f(V) по оси абсцисс.

После переполнения счетчик 16 возвращается в исходное состояние, а импульсом, возникающим на выходе старшего разряда счетчика 16, счет- 0 чик 14 переключается в следующее :со- стояние. При этом на первом выходе дешифратора 18 пропадает напряжение логической единицы и выходы первого переключателя 24 и ключа 25 отклю- 5 чаются от входов элементов ИЛИ 19 и 21, а напряжение логической единицы появляется на следующем выходе дешифратора 18, Это приводит к подключению выходов следующего переключателя 24 Q и ключа 25 к выходам элементо в ИЛИ 19 и 21,

Если на этом участке разбиения приращение момента отрицательно, то на выходе элемента И 23 - напряжение g логического нуля, а на выходе элемента НЕ 26 - логической единицы. Это напряжение поступает на вычитающий вход счетчика 15, переводя его в режим вычитания, и его содержимое

уменьшается на количество импульсов с выхода элемента ИЛИ 19 на данном участке разбиения.

После очередного переполнения счетчика 16 на выходе цифроаналого- вого преобразователя 5 устанавливается напряжение

и 5и,,

3

. где 4 Mj - отрицательное приращение функции на втором участке разбиения.

Исходная функциональная зависимость, равномерно разбитая на участки по оси абсцисс, аппроксимируемая на этих участках отрезками прямых линий, представлена на выходе цифро- аналогового преобразователя в виде их ступенчатой аппроксимации.

Сформированное напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 5 поступает на первый вход компаратора 11, на второй вход которого поступает напряжение с датчика 3 момента, пропорциональное моменту на валу 2 тормоза 1,

Компаратор 11 через усилитель 12 мощности управляет током возбуждения электромагнитного порощкового тормоза 1 таким образомJ чтобы ток в катушке управления тормоза создавал тормозной момент, изменяющийся по заданному закону. Когда тормозной момент, возрастая, достигнет требуемого момента отключения, на выходе компаратора появляется импульс, которым осуществляется запуск одновибра1345072 °

тора 10, На выходе одновибратора 10 появляется импульс, длительность которого устанавливается в пределах 3-5 с. Импульс одновибратора 10 поступает на установочные входы счетчиков импульсов и осуществляет их сброс, чем обеспечивается отключение нагрузки. По истечении времени действия им- 10 пульса одновибратора напряжение на установочных входах счетчиков пропадает и в дальнейшем циклы нагрузки повторяются в аналогичной последова15

20

25

30

35

тельностн.

Формула изобретения

Имитатор резьбовых нагрузок по авт, ев, № 1255878, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых нагрузок, в распределитель импульсов введены элемент НЕ, шина логической единицы, третий элемент ИЛИ, а также ключи и дополнительные элементы И, число которых равно числу выходов второго дешифратора, к которым подключены первые входы соответствующих дополнительных элементов И, вторые . которых через соответствующие ключи подсоединены к шине логической единицы, а выходы дополнительных элементов И подключены к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к суммирующему входу и через элемент НЕ - к вычитающему входу третьего счетчика, который выполнен реверсивным.

тельностн.

Формула изобретения

Имитатор резьбовых нагрузок по авт, ев, № 1255878, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых нагрузок, в распределитель импульсов введены элемент НЕ, шина логической единицы, третий элемент ИЛИ, а также ключи и дополнительные элементы И, число которых равно числу выходов второго дешифратора, к которым подключены первые входы соответствующих дополнительных элементов И, вторые . которых через соответствующие ключи подсоединены к шине логической единицы, а выходы дополнительных элементов И подключены к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к суммирующему входу и через элемент НЕ - к вычитающему входу третьего счетчика, который выполнен реверсивным.

Ui6

iiiimniiiMiinnniiiniiiiimiiiiittiitni imiiiiiininn

/V.

il

гЛгТЛлпппяЛЛ/1/1/1гПгЛЛЛЛЛ/1

i

fg

M JJ U LI I Li I I UN I I M

Us

u

t

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона воспроизводимых нагрузок. Сформированное напряжение с выхода цифроанапогового преобразователя 5 поступает на вкор, компаратора 11, на второй вход которого поступает напряжение с датчика 3 момента, пропорциональное моменту на валу 2 тормоза 1, Компаратор 11 через усилитель 12 мощности управляет током возбуждения тормоза 1 таким образом, чтобы ток в катушке управления тормоза создавгш тормозной момент, изменяющийся по заданному закону. Когда тормозной момент достигнет требуемого момента отключения, на выходе компаратора появляется имza S (Л с 00 Nj:: СЛ fSJ (pue.i

M4

Щ

Составитель A. Амаханов Редактор M. Петрова Техред Л.Олийнык Корректор И, Муска

Заказ 4910/41 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

(Puz.2