Преобразователь крутящего момента в код Советский патент 1988 года по МПК G01L3/10 G01L3/12 

ю ю

4::

Изобретение относится к силоизме- рительной технике и может быть исползовано для измерения крутящего момента электрических маптНоЦелью изобретения является расширение диапазона измерения.

На фиг. 1 изображена схема преобразователя крутящего момента в код, на фиг. . - сечение А-А на фиг, 1.

Преобразователь крутящего момента в код содержит упругий вал 1, закрепленный одним концом на основании 2, а другим кбнцом связанный со щелевой маской 3, линейный источник 4 света и фотоприемник 5, установленные на основании 2 с обеспечением оптическо связи через щелевую маску 3, дешифратор 6, генератор 7 тактовых импульсов, преобразователь 8 суммы импуль- сов в код и блок 9 ключевых элементо первые входы которых подключены к фотоприемнику 5, а вторые - к соотвествующим входам дешифратора 6 и к со ответствуюищм выходам преобразовател 8 суммы импульсов в код, вход которого подключен к генератору 7 тактовых импульсов, причем линейный источник света вьшолнен в виде прямолинейной цепочки светоизлучающих элементов, каждый из | оторых подключен к соответствующему выходу дешифратора 6, второй фотоприемник 10 и второй линейный источник 11 света, установленные на основании 2 с обеспечением оптической связи через щелевую маску 3, и второй блок 12 ключевых элементов первые входы которых подключены к . второму фотоприемнику Ю, а вторые - к соответствующим входам дешифрато ра 6.

При этом второй линейный источник 11 света выполнен в виде цепочки расположенных с заданным угловым шагом ji: по дуге окружности св етои злу чающих элементов, каждьш из которых подключен к соответствующему выходу дешифратора 6.

Щелевая маска 3 выполнена в виде диска с радиальными щелями 13 и 14, при этом через радиальную щель 13 обеспечена оптическая связь между вторым линейным источником 11 света и вторым фотоприемником 10, а ради- альнне щели 14 сгруппированы с заданным угловым шагом с/ по дуге диска щелевой маски 3 между фотоприемником 5 и линейным источником 4 света, который установлен таким образом.

5 о 5 0

5

0

5

что угол между прямыми, проходящими через его концы и центр диска щелевой маски 3, равен заданному угловому шагу « .

При этом линейный источник 4 света установлен под углом rf к линии, соединяющей центр линейного источника 4 света и центр диска щелевой маски 3.

Блоки 9 и 12 ключевых элементов вып(:1лнены в виде триггерных регистров и включают в себя D-триггеры, выходы которых являются выходом преобразователя крутящего момента в код.

Преобразователь крутящего момента в код работает следующим образом.

Крутящий момент прикладывают к упругому валу 1, который вместе со щелевой маской 3 поворачивается на некоторый угол If , при этом на фотоприемники 5 и 10 попадает излучение какого- либо одного из поочередно включаемых элементов линейных источников 4 и 11 света.

Импульсы генератора 7 тактовых импульсов сосчитываются в преобразователе 8 суммы импульсов в код, на вы ходах которого циклически образуются последовательности двоичных кодовых : комбинаций, поступающие на соответствующие входы D-триггеров блоков 9 и 12 ключевых элементов и на входы дешифратора 6. При этом в каждом такте излучает только один светоизлучаю- щий элемент в каждом из линейных источников 4 и 11 света, и, если излучение от него регистрируется фотоприемниками 5 и 10, то на выходах D- триггеров блоков 9 и 12 ключевых элементов возникают кодовые комбинации соответствующие кодовым комбинациям на выходе преобразователя суммы импульсов в код, по которым судят о величине крутящего момента.

Предельная величина А преобразуемого крутящего момента определяется выражением

где N

где L

А rf- L + U) 1

- число светоизлучающих элементов во втором линейном источнике 11 света.

где N

55

U) -f-in

- число светоизлучающих элементов в линейном источнике 4 света-.

m - порядковый номер светоизлу- чающего элемента, излучение которого регистрируется фотоприемником 5. , При этом пропорциональньй приложенному крутящему моменту угол определяется из вьфаженйя

Ц п t/ -1- OJ,

где п - порядковый номер светоизлу- чающего элемента, излучение которого регистрируется фотоприемником 10;15 m - принимает значения от О до

N, а п от О до 1..

Абсолютная точность измерения определяется конструктивными ссотноше- ниями минимальным углом о/ , при кото- 20 ром еще обеспечивается разрешение, отдельных светоизлучающих элементов в радиальной щели 14, шириной этих щелей, а также числом, формой и размерами светоизлучающих элементов. При 25 этом с целью исключения пропадания отсчетов ширина щелей 13 и 14 выбирается несколько больше величины зазора между снетойзлучающими элементами. Отсчет значений крутящего момента про зо изводят по первым зарегистрированным в цикле сигналам фотоприемников 5 и 10. Регулировка разворота и положения линейного источника 4 света производится таким образом, что в момент - схода щели 13 светоизлучающего элемента линейного источника 11 света в фотоприемник 5 попадает излучение от нулевого светоизлучаюдего элемента линейного источника 4 света.

Формула изобретения

Преобразователь крутящего момента в.код, содержащий упругий вал, зак- ,с репленный одним концом на основании, а другим концом связанный с щелевой

,

0

5

0 5 о - 0

,с

маской, первые линейный источник света и фотоприемник, установленные на основании с обеспечением оптической связи через щелевую маску, дешифратор, генератор тактовых импульсов, преобразователь суммы импульсов в код и первый блок ключевых элементов, первые входы которых подключены к фотоприемнику, а вторые - к соответ- ствуюш 1М входам дешифратора и к соответствующим выходам преобразователя суммы импульсов в код, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, причем линейный источник света выполнен в виде прямолинейной цепочки светоизлучающих элементов, каждый из которых подключен к соответствующему выходу дешифратора, о т- личающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены второй фотоприемник и второй линейный источник света, установленные на основании с обеспечением оптической связи через щелевую маску, и второй блок ключевых элементов, первые входы которых подключены к второму фотоприемнику, а вторые - к соответствующим входам дешифратора, при этом второй линейный источник света выполнен в виде цепочки расположенных с заданным угловым шагом по дуге окружности светоизлучающих элементов, каждый из которых подключен к соответствующему выходу дешифратора, а щелевая маска вьтолнена в виде диска с радиальными щелями, через одну из которых обеспечена оптическая связь между вторым линейным источником света и вторым фотоприемником, а остальные радиальные щели сгруппированы с заданным угловым шагом на дуге диска между фотоприемником и линейным источником света, который установлен так, что угол между прямыми, проходяш 1ми через его концы и центр диска, равен заданному угловому шагу.

13

J

Изобретение относится к силоиз- мерительной технике. Цель изобретения- расширение диапазона измерения. Крутящий момент прикладывают к упругому валу 1, который вместе со щелевой маской 3 поворачивается на некоторьй угол, и на фотоприемники 5 и 10 попадает излучение какого-либо одного из поочередно включаемых элементов ли нейных источников 4, 11 света. Импульсы генератора 7 сосчитываются в преобразователе 8 суммы импульсов в код, на выходах которого циклически образуются последовательности двоичньк кодовых комбинаций, поступающие на входы D-триггеров блоков 9, 12 ключевых элементов и на входы депшфратора 6. Если излучение от источников 4, 11 света .. регистрируется фотоприемниками 5 и 10, то на выходах П-триггеров возника- ют кодовые комбинации, по которым судят о величине крутящего момента. 2 ил. с е (Л

иг.2