Устройство для измерения мощности на валу Советский патент 1989 года по МПК G01L3/24 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности, развиваемой резьбозавинчивающим инструментом статического действия.

Цель изобретения - повышение точности измерения мощности

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для измерения мощности; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства .

Устройство для измерения мощности содержит управляемый электромагнитный тормоз 1, на валу 2 которого установлены датчик 3 крутящего момента и датчик 4 углового положения, обмотка 5 возбуждения электромагнитного тормоза 1 подключена к регулируемому блоку 6 питания, блок 7 измерения, содержащий компаратор 8, выходом подключенный к первому входу первого элемента И 9, вторым входом подключенного к выходу первого генератора 10 импульсов, а выходом - к счетному входу первого счетчика 11 импульсов, второй элемент И 12, выходом подключенный к счетному входу второго счетчика 13 импульсов, выходами .через дешифратор 14 подключенного к

цифровому индикатору 15, первый триггер 16, выходом подключенный к первому входу третьего элемента И 17, второй 18 и третий 19 триггеры, элемент НЕ 20, первый 21 и второй 22 формирователи импульсов, цифроаналоговый преобразователь 23, третий счетчик 24 импульсов и второй генератор 25 импульсов, информационные входы цифро- аналогового преобразователя 23 подключены к выходам первого счетчика 11 импульсов, а выход - к первому входу компаратора 8, вторым входом подключенного к выходу датчика 3 крутящего момента, первый вход второго элемента И 12 подключен к выходу первого элемента И 9, второй вход - к выходу первого триггера 16, D-входом подключенного к выходу второго триггера 18, установочным S-входом через кнопку 26 управления подключенного к шине Напряжение логической единицы, выход третьего триггера 19 подключен к тактирующему входу первого триггера 16, вход - к выходу датчика 4 углового положения, а тактирующий вход - к выходу второго генератора 25 импульсов, выход элемента НЕ 20 подключен к второму входу третьего элемента И 17, выходом подключенного к счетному входу третьего счетчика 24 импульсов, выходом старшего разряда через первый формирователь 21 импульсов подключенного к установочному R-входу второго триггера 18, выход второго формирователя 22 импульсов подключен к установочному R-входу первого счетчика 11 импульсов, а вход - к выходу третьего триггера 19о

Устройство для измерения мощности работает следующим образом.

Соединяют вал 2 электромагнитного тормоза 1 с испытуемым резьбоза- винчивающим инструментом 27, производят включение инструмента и блока 7 измерения, предварительно установленного в исходное положение (не указано).

При этом вал 2 тормоза 1 приходит во вращение и на выходе датчика 4 углового положения появляются импульсы, причем повороту вала 2 на угол 3,6 соответствует один импульс на выходе датчика 4 углового положения, а за один оборот вала 2 на выходе датчика 4 формируется 100 импуль0

5

0

5

сов. с выхода датчика 4 углового положения импульсы поступают на D-вход триггера 19, а на его тактирующий вход - с выхода генератора 25 импульсов, частота которого установлена равной 10 кГц и на несколько порядков превьппает частоту импульсов с выхода датчика 4 углового положения. При этом переключение триггера 19 в единичное состояние осуществляется по переднему фронту импульса с выхода генератора 25 после поступления на D-вход триггера 19 импульса с выхода датчика 4 углового положения, а в нулевое - передним фронтом импульса с выхода генератора 25 после окончания действия импульса с выхода датчика 4 углового положения.

Затем, регулируя напряжение на выходе блока питания, устанавливают требуемую нагрузку на валу испытуемого инструмента.

При этом на выходе датчика 3 круг тящего момента появляется напряжение, величина которого пропорциональна величине крутящего момента на валу 2 тормоза I. Это напряжение поступает на второй вход компаратора 8, на его выходе появляется напряжение логической единицы, условие совпадания для элемента И 9 начинает выполняться и на его выходе появляются импульсы генератора lOj частота которых устанавливается равной 50-100 кГц. С выхода элемента И 9 импульсы генератора 10 поступают на счетный вход счетчика 11 импульсов, который производит подсчет числа поступивших импульсов. Следовательно, начинает возрастать напряжение на выходе цифро- аналогового преобразователя 23 Как только напряжение на выходе цифроана- логового преобразователя 23 превы- 5 сит (на величину одной ступени образцового напряжения).напряжение, снимаемое с выхода датчика 3 крутящего момента, компаратор 8 возвращается в исходное положение и отключает генератор 10 от счетного входа счетчика 11 импульсов. При этом в счетчике 11 зафиксировано количество импульсов, пропорциональное величине крутящего момента на валу 2 тормоза 1. Передним фронтом импульса с выхода триггера 19 осуществляется периодический сброс содержимого счетчика 11 и процесс измерения вновь повторяется с частотой следования импульсов с вы0

5

0

0

5

хода дзтчика 4 углового положения. Так как частота генератора 10 импульсов в 5000-1000 раз превьяиает максимальную частоту импульсов на выходе датчика А углового положения, а емкость счетчика II равна 999 импульсам, в то время измерения величины крутящего момента валу тормоза не превышает периода следования импульсов с выхода датчика А углового положения .

После того, как требуемая нагрузка на валу испытуемого резьбозавин- чивающего инструмента установлена, нажимают кнопку 26 управления. При этом триггер 18 устанавлипается в единичное состояние, на его выходе появляется напряжение логической единицы, которое поступает на D-вход триггера 16. Передним фронтом импульса с выхода триггера 19 триггер 16 устанавливается в единичное состояние, условие совпадения для элемента И 17 начинает выполняться и на его вход начинают поступать импульсы с выхода генератора 25,

Одновременно с элементом И 17 начинает выполняться услов1- е совпаде- Ш1Я для элеме гта И 12, При этом на счетньй вход счетчика 13 начинают поступать импульсы с выхода элемента И 9, Так как процесс измерения момента на валу тормоза осуществляется периодически с периодом повторения, определяемым частотой импульсов с выхода датчика 4 углового положения, то количество импульсов, зафиксированное в каждый момент времени счетчиком 13, пропорционально величине работы, conepujaer-ioft licn jTyesibiM резь- бовинчивающим инструментом.

Так как емкость счетчика 24 выбрана равной 9999 импупьсам, а частота генератора 25 установлена равной 10 кГц, то импульс переполнения на выходе CTapniero разряда счетчика 24 появляется через 1 с после того, как триггер 16 установится в единичное состояние.

Задним фронтом импульса переполнения на выходе старшего разряда счет чика 24, выделяемым фop п poвaтeлeм 21, триггер 18 возвращается в исходное состояние, на его выходе устанавг линается })апряжение логического нуля, которое поступает на D-вход триггера 16.

Передним фронтом импульса с выхода триггера 19 триггер 16 устанавливается в нулевое состояние, условие совпадения для элементов И 17 и 12 перестает выполняться и счетчик 13 фиксирует количество импульсов, пропорциональное величине работы, совершенной резьбозавинчивающим инструментом за 1 с, т.е. мощности, развиваемой резьбозавинчивающим инструментом. Двоично-десятичный код измеренной величины мощности с выходов счетчика 13 через дешифратор 14 по- ступает на цифровой индикатор для считывания. Процесс измерения закончен Резьбоз.авинчиваюший инструмент от{слючают от питающей сети ч отводят от электромагнитного тормоза.

20

Формула изобретения

5

0

5

0

Устройство для измерения мощности на валу, содержащее датчик крутящего момента, установле)}ный на валу тормоза, и блок измерения, содержащий компаратор, выходом подключен- HbDt к первому входу первого элемента И, вторым входом подключенного к выходу первого генератора импульсов, а выходом - к счетному входу первого счетчика импульсов, второй элемент И, выходом подключенный к счетному входу второго счетчика импульсов, выходами через дешифратор подключенный к цифровому индикатору, первый триггер, выходом подключенный к первому входу третьего элемента И, второй и третий триггеры, элемент НЕ и первый формирователь импульсов, о т- личающееся тем, что, с целью повыпения точности измерения, в него введены датчик углового положения, электромагнитный тормоз, об5 моткой возбуждения подключенный к регулируемому блоку питания, цифроана- логовый преобразователь, третий счетчик импульсов, второй формирователь импульсов, второй генератор импульQ сов, информационные входы цифроана- логового преобразователя подключены . квыходам первого счетчика импульсов, а выход - к первому входу компаратора, вторым входом подключенного к вы, ходу датчика крутящего момента, первый вход второго элемента И подключен к выходу первого элемента II, а второй вход - к выходу первого Т11иг- гера, D-ВЫХОДОМ подключенного к выхо-

ду второго триггера, установочным S-входон через кнопку управления подключенного к шине Напряжение логической единицы, выход третьего триггера подключен к тактирующему входу первого триггера, D-вход - к выходу датчика углового положения, а тактирующий вход - к.выходу второго генератора импульсов, выход элемен- та НЕ подключен к второму входу третего элемента И, выходом подключенного к счетному входу третьего счетчика импульсов, выходом старшего разряда через формирователь импульсов подключенного к установочному R-входу второго триггера, выход второго формирователя импульсов подключен к установочному R-входу первого счетчика импульсов, а вход - к выходу третьего триггера.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности, развиваемой резьбозавинчивающим оборудованием статического действия. Цель изобретения - повышение точности измерения мощности. Устройство для измерения мощности содержит управляемый электромагнитный тормоз, обмоткой возбуждения подключенный к регулируемому блоку питания, датчик крутящего момента и датчик углового положения, установленные на валу тормоза, и блок измерений, содержащий компаратор, три элемента И, три триггера, три счетчика импульсов, два генератора импульсов, два формирователя импульсов, дешифратор, цифровой индикатор, элемент НЕ и цифроаналоговый преобразователь. Введение в устройство для измерения мощности цифроаналогового преобразователя, третьего счетчика импульсов, второго формирователя импульсов и второго генератора импульсов повышает точность измерения мощности. 2 ил.

ti.1

Чш

f/

fn

«в

In