Устройство для измерения давления воздуха в шинах Советский патент 1992 года по МПК G01L17/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для оперативного измерения давления воздуха в шинах колес транспортных средств в условиях эксплуатации.

Известно устройство для измерения давления в шинах, содержащее шток для вдавливания в боковую поверхность шины, силовой привод и измеритель усилия, ограничитель вдавливания, причем силовой привод кинематически связан с основанием измерителя усилия, шток закреплен на измерителе усилия и свободный конец его расположен неподвижно относительно ограничителя вдавливания.

Ограниченная точность измерений в известном устройстве обусловлена зависимостью результата измерения от места вдавливания штока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения давления воздуха в шинах, содержащее возбудитель колебаний, приемник колебаний, частотомер, груз и генератор импульсов. Возбудителем колебаний производятся свободные колебания шины, которые преобразуются приемником колебаний в электрический сигнал, частота которого измеряется частотомером.

Ограниченная точность измерений в атом устройстве обусловлена тем, что частоVI

СП

ел о

VI

vi

та колебаний измеряется на всем участке сигнала с выхода приемника. Однако свободные колебания устанавливаются не сразу после нанесения удара по шине, а через 2-4 периода колебаний. При затухании колебаний после определенной амплитуды начинают проявляться нелинейные процессы. Таким образом, измерение частоты свободных колебаний шины на всем промежутке колебаний после нанесения удара по шине приводит к погрешности измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что устройство для измерения давления воздуха в шинах, содержащее возбудитель колебаний, приемник колебаний и индикатор, снабжено последовательно подключенными к выходу приемника колебаний логарифмическим усилителем, фильтром, формирователем импульсов, генератором линейно изменяющегося напряжения и схемой сравнения, а также формирователем интервала измерения, детектором огибающей, формирователем постоянного напряжения и тремя блоками задания начального уровня, причем первый и второй входы формирователя интервала измерения подключены соответственно к выходам первого и второго блоков задания начального уровня, третий вход формирователя интервала измерения через детектор огибающей связан с выходом фильтра, первый и второй вход формирователя постоянного напряжения подключены к соответствующим выходам схемы сравнения, третий вход- к выходу третьего блока задания начального уровня, четвертый вход - к выходу формирователя интервала измерения, выход формирователя постоянного напряжения подключен к входу индикатора и второму входу схемы сравнения, третий вход которой подключен к второму выходу формирователя импульсов.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные приемник 1 колебаний, логарифмический усилитель 2. фильтр 3, формирователь 4 импульсов, генератор 5 линейно изменяющегося напряжения и схему 6 сравнения, а также детектор 7 огибающей, первый 8 и второй 9 блоки задания начального уровня, формирователь 10 интервала измерения, формирователь 11 постоянного напряжения, третий блок 12 задания начального уровня, индикатор 13 и возбудитель 14 колебаний.

Первый и второй входы формирователя 10 интервала измерения подключены к выходам первого 8 и второго 9 блоков задания

уровня соответственно, а третий вход через детектор 7 огибающей - к выходу фильтра 3. Первый и второй входы формирователя 11. постоянного напряжения подключены к

первому и второму выходам схемы 6 сравнения соответственно, третий вход - к выходу блока 12 задания начального уровня, четвертый вход - к выходу формирователя 10 интервала измерения, а выход подключен к

0 входу индикатора 13 и второму входу схемы б сравнения, причем выход формирователя 4 импульсов подключен к третьему входу схемы 6 сравнения.

Фильтр 3 предназначен для выделения

5 в сигнале с усилителя 2 полосы частот, в которой лежат возможные резонансные частоты колебаний шины.

Формирователь 4 импульсов предназначен для формирования единичных им0 пульсов в моменты перехода сигнала с фильтра 3 через ноль, задержки его на время срабатывания формирователя 11.

Устройство работает следующим образом.

5 Возбудителем 14 колебаний наносится удар по шине. В результате удара в шине возникают свободные механические колебания. Приемник 2 колебаний преобразует колебания шины в электрический сигнал,

0 который усиливается логарифмическим усилителем 2. По каждому импульсу с первого выхода формирователя 4 генератор 5 формирует сигнал линейно изменяющегося напряжения. Детектор 7 огибающей выделяет

5 из сигнала с выхода фильтра 3 огибающую, которая поступает на третий вход формирователя 10 интервала измерения. Последний формирует интервал измерения путем сравнения огибающей с заранее заданными на0 чальными уровнями с помощью блоков 8 и 9. Сигнал с выхода формирователя 10 является разрешающим для работы формирователя 11 постоянного напряжения. Перед началом процесса измерения предвари5 тельно производится запись начального уровня сигнала из блока 12 в блок 11, что позволяет ускорить процесс измерения. Таким образом, если на выходе формирователя 10 присутствует запрещающий сигнал, то

0 на выходе формирователя 11 - сигнал начального уровня. В процессе затухания колебаний наступает момент, когда величина сигнала огибающей сравнивается с величиной, задаваемой блоком 8. В этот момент на

5 выходе формирователя 10 появляется разрешающий сигнал и формирователь 11 начинает работать. По импульсу с первого выхода формирователя 4 генератор 5 формирует сигнал линейно изменяющегося на- пряжения. С приходом следующего

момента перехода через ноль сигнала с выхода фильтра 3 на втором выходе формирователя 4 появляется импульс, который стробирует схему б сравнения В результате на первом выходе последней (если амплиту- да сигнала с генератора 5 больше амплитуды с выхода формирователя 11) или на втором (если амплитуда с выхода генератора 5 меньше амплитуды с выхода формирователя 11) возникает импульс, который поступает на вход формирователя 11. Последний, если импульс пришел с первого выхода схемы 6 сравнения, увеличивает величину напряжения на своем выходе на ступеньку, а если с второго, то уменьшает. Величина ступеньки при этом определяет точность измерения. Далее импульс с первого выхода формирователя ,4 снова запускает генератор 5 и работа устройства повторяется до тех пор, пока величина сиг- нала огибающей станет меньше величины сигнала с блока 9 В этот момент формирователь 10 запретит дальнейшую работу формирователя 11. С выхода формирователя 11 результат измерения поступает на ин- дикатор 13. Результат измерения считается достоверным, если при нанесении следующего удара по шине показания индикатора не изменяются или изменяются на величину плюс-минус ступенька. Если это- го не происходит, что может возникнуть при задании величины ступеньки очень малой для получения большой точности, то необходимо нанести новый удар по шине, не делая предварительной установки начального уровня в формирователь 11. В этом случае последний начнет работу не с начального уровня, а с уровня, которым закончилось измерение в предыдущем ударе.

Благодаря измерению периода колебаний на наиболее линейном участке повышается точность измерения давления воздуха в шине

Формула изобретения

Устройство для измерения давления воздуха в шинах, содержащее возбудитель колебаний, приемник колебаний и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено последовательно подключенными к выходу приемника колебаний логарифмическим усилителем, фильтром, формирователем импульсов, генератором линейно изменяющегося напряжения и схемой сравнения, а также формирователем интервала измерения, детектором огибающей, формирователем постоянного напряжения и тремя блоками задания начального уровня, причем первый и второй входы формирователя интервала измерения подключены соответственно к выходам первого и второго блоков задания начального уровня, третий вход формирователя интервала измерения через детектор огибающей связан с выходом фильтра, первый и второй входы формирователя постоянного напряжения подключены к соответствующим выходам схемы сравнения, третий вход - к выходу третьего блока задания начального уровня, четвертый вход - к выходу формирователя интервала измерения, выход формирователя постоянного напряжения подключен к входу индикатора и второму входу схемы сравнения, третий вход которой подключен к второму выходу формирователя импульсов.

Использование: в приборостроении и для оперативного измерения давления воздуха в шинах колес транспортных средств в условиях эксплуатации. Цель: повышение точности измерений. Сущность изобретения: устройство содержит приемник колебаний 1, логарифмический усилитель 2, фильтр 3, формирователь импульсов 4, генератор линейно изменяющегося напряжения 5, схему сравнения 6, детектор огибающей 7, первый 8 и второй 9 блоки задания начального уровня, формирователь интервала измерения 10, формирователь постоянного напряжения 11, третий блок задания начального уровня 12 и возбудитель колебаний 14. Измерение давления производится путем измерения частоты собственных механических резонансных колебаний шины. Положительный эффект: за счет формирования огибающей сигнала с выхода приемника 1 и формирования интервала измерения период колебаний измеряется на наиболее линейном участке, что повышает точность и достоверность измерений 1 ил W Ч ё