Цифровой динамометрический ключ Советский патент 1991 года по МПК G01L5/24 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при . затяжке резьбовых соединений в процессе сборки и эксплуатации машин или оборудования,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности визуального воспроизведения фактически исполненных величин моментов затяжки в рабочей серии затяжек.

На фиг.1 приведена блок-схема цифрового динамометрического ключа; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу ключа.

Цифровой динамометрический ключ содержит датчик 1 деформации упругого элемента, усилитель 2, цифровой вольтметр 3 с цифровыми светодиодными индикаторами, блок 4 памяти, переключатель 5 с двумя механически сблокированными группами контактов, триггер 6, элемент И 7, элемент ИЛИ 8, два формирователя 9, 10 импульсов, кнопку 11 управления, генератор 12 импульсов, компаратор 13, схему 14 выборки-хранения, одновибратор 15, интегратор 16 и резистор 17.

Цифровой динамометрический ключ работает следующим образом.

Подключают к шине Логическая единица через резистор 17 первый контакт кнопки 11 управления, второй контакт которой подключают к нулевой шине.

В исходном состоянии триггер 6 установлен в состоянии логического нуля и во все ячейки блока 4 памяти записан логический ноль (не показано).

Напряжение на выходе схемы 14 выборки-хранения равно нулю.

Динамометрический ключ с помощью клавиши переключателя 5 устанавливают в режим Работа. При этом ко входу схемы 14 выборки-хранения подключен выход усилителя 2, а вход интегратора 16 подключен к нулевой шине, поэтому на его выходе напряжение равно нулю. После этого осуществляют затяжку резьбового соединения. При этом в упругом элементе датчика 1 возникает деформация и на его выходе появляется напряжение, пропорциональное величине приложенного крутящего момента Это напряжение поступает на вход усилителя 2, с выхода которого усиленное напряжение поступает на вход схемы 14 выборки-хранения. Как только напряжение на выходе усилителя 2 станет больше напряжения на выходе схемы 14 выборки-хранения, компаратор 13 срабатывает и на его выходе появляется напряжение логической единицы, которое поступает на первый вход элемента

И 7. Условие совпадения для элемента И 7 начинает выполняться, тем самым разрешается прохождение импупьсов с выхода генератора 12, которые через элемент ИЛИ 8

поступают на управляющий вход схемы 14 выборки-хранения. Частота и скважность импульсов генератора 12 за висят от требуемого быстродействия всей системы.

Таким образом схема 14 выборки-хранения при увеличивающемся напряжении на выходе усилителя 2 импульсами генератора 12 периодически переводится из режима хранения в режим выборки и, следовательно, производится отслеживание максимального значения входного напряжения. Напряжение с выхода схемы 14 выборки-хранения поступает на вход цифрового вольтметра 3, который, измеряя напряжение, выдает цифровую информацию о

величине приложенного крутящего момента, С катодов цифровых индикаторов цифровой код величины приложенного крутящего момента поступает на адресные входы блока 4 памяти,

При достижении установленного значения крутящего момента затяжку резьбового соединения прекращают, датчик 1 разгружается и на его выходе сигнал становится равным нулю.

Напряжение на выходе усилителя 2 становится меньше напряжения на выходе схе- мьГ 14 выборки-хранения, поэтому на выходе компаратора 13 появляется логический ноль, которым схема 14 выборки-хранения переводится в режим хранения информации.

Таким образом вольтметр 3 выдает цифровую информацию о максимальной величине крутящего момента, с. которым было

затянуто резьбовое соединение.

Для затяжки следующего резьбового соединения необходимо кратковременно нажать кнопку 11 управления. В результате

блок 4 памяти подачей уровня логического нуля на вход Запись-чтение переводится в режим Запись цифровой информации. На выходе формирователя 9 импульсов появляется короткий импульс, поступающий

на вход Данные блока 4 памяти, по переднему фронту которого происходит запись логической единицы в блок 4 памяти по адресу, соответствующему коду на катодах цифровых индикаторов вольтметра, а задним фронтом импульса осуществляется сброс схемы 14 выборки-хранения через элемент ИЛ И 8. После отпускания кнопки 11 управления блок 4 памяти подачей уровня логической единицы через резистор 17 на вход Запись-чтение переводится в режим

Чтение. В дальнейшем затяжка резьбового соединения производится аналогично.

Таким образом, после окончания затяжки резьбовых соединений в блок 4 памяти будет записано соответствующее количество значений крутящих моментов. Для осуществления операции контроля динамометрический ключ с помощью клавиши переключателя 5 устанавливают в положение Чтение. При этом к входу схемы 14 выборки-хранения подключают выход интегратора 16, а выход одновибратора 15 подключают к входу интегратора 16. На выходе одновибратора 15 имеет место высокий уровень напряжения, поэтому на выходе интегратора 16 появляется медленно возрастающее напряжение, поступающее на вход схемы 14 выборки-хранения. Как только напряжение на выходе интегратора 16 станет больше напряжения на выходе схемы 14 выборки-хранения, сработает компаратор 13 и на его выходе появится напряжение логической единицы. Условие совпадения для элемента И 7 начинает, выполняться, и тем самым разрешается прохождение импульсов с выхода генератора 12, которые через элемент ИЛ И 8 поступают на управляющий вход схемы 14 выборки- хранения. Таким образом, схема 14 выбоо- ки-хранения при увеличивающемся напряжении на выходе интегратора 16 импульсами генератора 12 периодически переводится из режима хранения в режим выборки, и, следовательно, производится отслеживание максимального входного напряжения. Показания индикаторов цифрового вольтметра 3 начинает изменяться, последовательно проходя все свои значения. С катодов цифровых индикаторов цифровой код поступает на адресные входы блока 4 памяти.

Когда, возрастая, цифровой код на катодах цифровых индикаторов совпадает с кодом, по адресу которого в блок 4 памяти была произведена запись логической единицы, на выходе блока 4 памяти появляется импульс, который устанавливает триггер 6 в единичное состояние. При этом срабатывает формирователь 10 импульсов, на выходе которого появляется короткий импульс, который, в свою очередь, производит запуск одновибратора 15. На выходе одновибратора 15 формируется импульс с низким уров- .нем напряжения длительностью 3...5 с, который прекращает работу интегратора 16. и на его выходе напряжение начинает медленно убывать.

Напряжение на выходе интегратора 16 становится меньше напряжения на.выходе схемы 14 выборки-хранения, поэтому на выходе компаратора 13 появляется логический ноль. Условие совпадения для элемента И 7 перестанет выполняться, на его выходе появляется напряжение логического нуля, ко- тороечерезэлемент ИЛИ 8 переводит схему

14выборки-хранения в режим хранения.

Таким образом, вольтметр 3, измеряя поступающее со схемы 14 выборки-хранения напряжение, выдает цифровую инфор- мацию о величине минимального крутящего момента из всей совокупности, записанной в блок 4 памяти.

По окончании импульса одновибратора

15на его выходе опять появляется напряже- ние логической единицы. В результате на

выходе интегратора 16 напряжение начинает снова возрастать.

Как только напряжение на выходе интегратора 16 превысит напряжение на выходе схемы 14 выборки-хранения, сработает компаратор 13 и на его выходе появится напряжение логической единицы. Условие совпадения для элемента И 7 начинает выполняться, разрешая прохождение импульсов с генератора 12, которыми триггер 6 устанавливается в состояние логического нуля. Напряжение на выходе схемы 14 выборки-хранения, отслеживая входное напряжение, начинает увеличиваться.

Следовательно, показания индикаторов вольтметра 3 также начинают изменяться, последовательно проходя все свои значения, до тех пор, пока код на катодах цифровых индикаторов в очередной раз совпадает

с кодом, по адресу которого в блок 4 памяти была записана логическая единица.

Таким образом, аналогично вышеизложенному происходит контроль записанных в блок 4 памяти значений крутящих моментов, полученных при затяжке резьбовых соединений.

Формула изобретения Цифровой динамометрический ключ,

содержащий цифровой вольтметр со световыми индикаторами, подключенный разрядными выходами к соответствующим входам бло°ка памяти, переключатель с двумя механически сблокированными группами контактов, элемент И, элемент ИЛИ, триггер, датчик деформации упругого элемента, соединенный через усилитель с первым входом первой группы контактов переключателя, и кнопку управления, первый контакт которой через формирователь импульсов подключён к управляющему входу блока памяти и к одному входу элемента ИЛ И, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможно- стей за счет обеспечения возможности виэуального воспроизведения фактически исполненных величин моментов затяжки в рабочей серии затяжек, в него введены схема выборки-хранения, интегратор, компаратор, одновибратор, генератор импульсов, подключенный к одному входу элемента И, к другому входу которого подключен выход компаратора, а к выходу элемента И подключен другой вход элемента ИЛИ и один вход триггера, другой вход которого подключен к выходу блока памяти, вход Запись - чтение которого подключен к первому контакту кнопки управления, второй контакт которой подключен к первому

0

входу второй группы контактов переключателя, выход которой через интегратор подключен ко второму входу первой группы контактов переключателя, выход которой подключен к первому входу компаратора и к информационному входу схемы выборки- хоанения, управляющий вход которой подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход - ко второму входу компаратора и ко входу цифрового вольтметра, и второй формирователь импульсов, подключенный входом к выходу триггера, а выходом через одновибратор ко второму входу второй группы контактов переключателя.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при затяжке резьбовых соединений в процессе сборки и эксплуатации машин и оборудования. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности визуального воспроизведения фактически исполненных величин моментов затяжки в рабочей серии затяжек. Цифровой динамометрический ключ содержит датчик 1 деформации упругого элемента, усилитель 2, цифровой вольтметр 3, блок 4 памяти, переключатель 5 с двумя механически сблокированными группами контактов, триггер 6, элемент И 7, элемент ИЛИ 8, два формирователя 9, 10 импульсов, кнопку 11 управления, генератор 12 импульсов, компаратор 13, схему 14 выборки-хранения, одновибратор 15, интегратор 16 и резистор 17. При положении переключателя 5, соответствующем режиму "Работа", цифровой вольтметр 3 по исполнении каждой затяжки регистрирует максимальную величину крутящего момента, с которым было затянуто резьбовое соединение. При положении переключателя 5, соответствующем режиму "Чтение", цифровой вольтметр 3 последовательно воспроизводит все значения фактически исполненных величин моментов затяжки в рабочей серии затяжек. 2 ил.

Uz

и

ffff

ffa

Uj

OB

fff

Ш

Режим poSo/ла

Режим,, v/лене/е

/

-

t

7

-f

to l

t 17