Цифровой измеритель мощности Советский патент 1996 года по МПК G01L3/24 G01L3/12 

(21) 4722564/10(22) 06.06.89

(46) 20.08.96 Бюл. № 23 (72) Деркач Г.Г.

(56)Авторское свидетельство СССР N 315697, кл. G 01 L 3/00, 1976. Патент США N 3888116, кл. G 01 L 3/12, 1975.

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения мощности, передаваемой вращающимся валом. Цель изобретения - повышение точности. В исходном состоянии оба триггера 14 и 15 находятся в состоянии О, а элементы И 7 - 9 закрыты. При вращении вала 3 в датчиках 4 и 5 считывания меток в результате взаимодействия с измерительными дисками 2 формируются электрические сигналы, которые поступают на входы преобразователя 6 сигналов датчиков в

широтно-модулированные импульсы, который преобразует сигналы в прямоугольные импульсы. С поступлением сигнала Пуск на вход второго триггера 15 он устанавливается в состояние 1. Сигнал с выхода второго триггера 15 поступает на управляющий вход первого триггера 14. В момент появления очередного импульса на его тактовом входе, поступающего с выхода преобразователя 6, первый триггер 14 устанавливается в состояние 1. Импульсы с генератора 13 поступают через второй элемент И 8 во второй счетчик 12 непрерывно, а через первый элемент И 7 в первый счетчик 11 в интервале времени. Через третий элемент И 9 на третий счетчик 10 поступают импульсы, соответствующие количеству периодов входного сигнала. После закрытия элементов И 7 - 9 вычислительный блок 16 получает с выходов счетчиков

in

d

ON

н-.

ЧО

ос

Ol

w

Г

ГО О

оо

О

т-Н

VO

L;

1г.

К

г

-гш-Ип .НГТ 1

Р (Я

яур J7

3

Л I

1г.

К

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения мощности, передаваемой вращающимся валом.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого измерителя.

Цифровой измеритель мощности содержит фазовый измеритель 1 деформации, включающий в себя измерительные диски 2, жестко закрепленные на концах вала 3 и имеющие по периферии метки, датчики 4 и 5 считывания меток, установленные над дисками, преобразователь 6 сигналов датчиков в широтно-модулированные импульсы, отношение длительности которых к периоду их следования пропорционально углу закрутки вала.

Измеритель содержит первый, второй и третий элементы И 7, 8, 9, счетчики 10, И, 12 импульсов, генератор 13 импульсов, первый и второй триггеры 14 и 15 и вычислительный блок 16.

Работа происходит следующим образом. В исходном состоянии первый и второй триггеры 14, 15 находятся в состоянии О, элементы И 7 - 9 закрыты. При вращении вала 3 в датчиках считывания меток 4 и 5 в результате взаимодействия с измерительными дисками 2 формируются электрические сигналы, фазовый сдвиг между которыми пропорционален углу скручивания (деформации) вала. Эти сигналы поступают на входы преобразователя 6 сигналов датчиков в широтно-модулированные импульсы, который преобразует сигналы с датчиков считывания меток в прямоугольные импульсы, отношение длительности которых к периоду их следования пропорционально углу скручивания вала.

С поступлением сигнала Пуск на вход второго триггера 15 он устанавливается в состояние 1. Сигнал с выхода второго триггера 15 поступает на управляющий вход первого триггера 14 (Д - вход триггера типа Д).

В момент появления очередного импульса на его тактовом входе, поступающего с выхода преобразователя 6, первый триггер 14 устанавливается в состояние 1. В результате чего импульсы с генератора 13 начинают поступать через второй элемент И 8 во второй счетчик 12 непрерывно, а через

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цифровой измеритель мощности, содержащий измерительные диски с метками,

первый элемент И 7 в первый счетчик 11 в интервалы времени, когда на выходе преобразователя 6 имеется сигнал 1.

Кроме того, через третий элемент И 19 на третий счетчик 10 начинают поступать импульсы, соответствующие количеству периодов входного сигнала.

После того, как второй счетчик 12 заполнится до половины своего объема на его выходе появляется сигнал, который возвращает второй триггер 15 в исходное состояние О.

Сигнал О второго триггера 15 поступает на Д-вход первого триггера 14, в результате чего с приходом очередного импульса на тактовый вход первого триггера 14 с выхода преобразователя 6 он устанавливается в исходное состояние О и своим сигналом закрывает элементы И 7 - 9.

Таким образом, в конце измерительного цикла в третий счетчик 10 поступит N0 импульсов, соответствующее N0 периодам сигнала с датчика считывания меток 5, в первый счетчик 11 N r-N0-f0 , а во второй счетчик 12 N2 «f0 импульсов, где t - временный сдвиг между сигналами датчиков считывания меток 4 и 5; Т - период сигнала датчиков считывания меток; f0 - частота сигнала генератора импульсов 13.

Результат подсчета со счетчиков импульсов 10 - 12 поступает в вычислительный блок 16, который производит вычисление величины мощности Р на вращающемся валу, а также величины крутящего момента М и скорости п вращения вала.

Мт rN 1

рЧ-г-лН г);

,N ,

« ТмCD

где N

г-

2(3)

а, @ - коэффициент пропорциональности; А - постоянная, пропорциональная фазовому сдвигу при М кр 0.

Так как результат подсчета в счетчиках 11 и 12 - Nj, N2 практически не зависит от скорости вращения вала, то точность окончательного результата измерения, выполненного по выражениям (1) - (3), также не будет зависеть от изменения скорости вращения вала.

закрепленные на валу, два датчика считывания меток, выходы которых соединены с

входами преобразователя сигналов датчиков в широтно-модулированные импульсы, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, первый триггер, связанный выходом с вторым входом первого и первым входом второго элементов И, генератор, подключенный к третьему входу первого и к второму входу второго элементов И, два счетчика импульсов, связанные входами с выходами соответствующих элементов И, а выходами - с двумя входами вычислительного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий элемент И, третий счетчик импульсов

и второй триггер, первый вход которого подключен к второму выходу второго счетчика импульсов, а выход - к управляющему входу первого триггера, тактовый вход которого связан с выходом преобразователя сигналов датчиков в широтно-модулированные импульсы, при этом первый вход третьего элемента И связан с выходом второго датчика считывания меток, второй вход - с выходом первого триггера, а выход через третий счетчик импульсов подсоединен к третьему входу вычислительного блока, причем второй вход второго триггера связан с шиной Пуск.