УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ИНДИКАТОРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРАХ ПОРШНЕВЫХ МАШИН Советский патент 1970 года по МПК G01L23/30 

Изобретение может быть попользовано при испытании и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, паровых мапгин, компрессоров и т. п. Известны приборы для измерения среднего индикаторного давления с раз.тичными электронными блоками, работающие на различны.х Принципах. Однако онп имеют сложную схему, малую точность, неудобны в эксплуатации. Цель изобретения - создание простого в эксплуатации устройства с повышенной точностью измерен п 1. Это достигается тем, что электронный блок устройства выполнен в виде двух дискретных делитеЛСЙ, управляемых электроииым коммутатором, подсоединенным к выходу датчика угловых меток, суммирующего усилителя и усредняющего фильтра. При этом входы делителей соединены с выходом датчика давления, а выходы, один неносредственно, а другой - через масштабный потенциометр, - с суммирующим усилителем, выход которого через усредняюнцгй фильтр подключен к указателю. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - график изменении коэффициентов делеиия дискретных делителс-й. Устройство содержит датчик давления 1, преобразующий величину давления в цилиндре в электрнческий сигнал, который усиливается усилителем 2, датчик 3 угловых меток, преобразующий величину угла поворота коленчатого вала в электрические импульсы, к которому иодсоединен индикатор 4, верхней мертвой точки, электронный блок 5, вычисляющий средпее индикаторное давление, и указатель 6. Электронный блок 5 выполнен в виде двух дискретных делителей 7 и S управляемых электронным коммутатором 9, которьи подключен к выходу датчика 3, угловых меTOiK, суммпрующего усилителя W и усредпяющего фильтра //. Входы делителей 7 и 8 соединены с выходом ус1 литсля 2, а выходы, - один непосредственно, а другой - - через масилтабный потенцио.метр }2, - с суМмирующи.м усилителем JO, выход которого через усредняющий фильтр // подключен 1К указатачю 6. 7 и 8, обозначенные также УД1 и УД2, состоят из последовательно включенных резисторов ( ..R,n и Kzi, К22--Я п ). К точкам соединеПИЯ резисторов делителя 7 и 5 подключены входные кле.ммы беско|Нтактны ключей .--К п и К } zz---K , выход«Подвижный контакт переключакЗщего .кЛЮча Ко: соединен с одним из входов суммирующего усилителя 10, другой вход которого через масштабный потенциометр 12 соединяется с подвижным контактом ключа Ко2Выходные шины коммутатора 5, управляющего работой ключей делителей 7 и 8, соединены с соответствующи(ми упра1вляющи.м11 кл еммами ключей. Принцип работы устройства основан на известной зависимости между средним индиватором давления Р, и текущим значением давления в цилиндре Р, учитывающей соотношение между углом поворота .кол-енчатого вала ф и перемещением поршйя S. Вычисление Р/ сводится к определению амплитуд первой и второй гармоннки разложения в ряд Фурье функции Р f(S) для двухтактных мащин и соответственно второй и четвертой гармоники для четырехтактных машин. /5. . (з1пф+ -|- sin 2(f)d(p, (1) где т - .коэффициент тактпости: для двухта,ктного двигателя т 1/2; для четырехтактного двигателя т 1/4; А : -.- где -/ - радиус кривоши1па; L - длина шатуна. Синусоидальные функции в формуле (1) могут быть с любой необходимой точностью аппроксимированы ступенчатой функцией так, как это показано ,на фиг. 2 в соответствии со следующим соотношением для интервала О Г, где Т - период функции sinc« : lim Sin (A+l) (/fe-bl)- для k nn где /fe 0; 1; 2.. Таким образом, среднее индиваторное давле ние PI может быть измерено при помощи устройства, реализующего следующий алго ритм: rP(f) -sinf+ - sin2(f сЦ - sinr- + sin(A;dt для k (A+1) 1; 2...n, -f-J P(t Sink +sin(-hl) dt {) sin k +sm(k 1)1 dt (3) Вычисление интегралов (3) в данном устройтве производится раздельно при помощи вухдискр-етных делителей 7 и S, собранных а бесконтактных 1ключах, на вход которых поается через усилитель 2 сигнал с датчика давления 1. Сопротивления резисторов, из которых составлены делители 7 и 8, выбраны таким образом, чтобы при поочередном замыкании ключей коэффициент деления соответствовал начениям: 1 г (и г л -yl sin /%7Г+51п(А4-1)1 0;1;2;...-8- для If. , 2™ , . /, чЗсоГ- й-тг-+sm(A+l)irJ делителя 7 и sin и ДЛЯ делителя 8 (здесь п - число меток на датчике угловых меток). Необходимый порядок замыкания ключей, каждый из которых замыкается на время - , обеспечивается электронным ком мутатором 9. Управление электронным коммутатором 9 осуществляется импульсными сигналами от датчика 3 угловых меток. Для получения отрицательных коэффициентов передачи делителей 7 и 5 используются инверторы 13 и 14, подключаемые в необходимые моменты времени ключами /Coi и /Со2- В соответствии с выражением (3) выходные сигналы дискретных делителей 7 и 8 суммируются в усилителе 10 и далее усредняются фильтром //, .причем предварптел1 11о сигнал с выхода делителя 8 змножается - (поскольку ) ори помощи масштабного потенциометра 12, движок которого 1выведен на панель прибора и угол поворота которого отградуирован в значениях Я - -т- . Индикатор 6, подключенный к выходу усредняющего фильтра 11, -показывает в соответствующем масштабе величину Р- . Для исхронизации работы коммутатора 9 с движением поршня в испытуемом цилиндре перед производством измерения поршень устанавливается в положение верхней мертвой точки (ВМТ) п статор навешиваемого на коленчатый вал датчика угловых меток 3 разворачивается до появления сигнала ,на .индикаторе 4 ВМТ. Нажатием кнопки К электронный «ом.мутатор устанавливается в исходное ноложение. Порядок замыкания ключей делителя 7 (УЛ устанавлввается следующим: нри нулевой л метке замыкается ключ , при первой метке зал1Ыкается ключ , а ПХ/ «1 ключ Аи размыкается и т. д.; от ( -т- 1 метки ключ К. -г- замыкается и остается замкнутым при наяелении метки - ; ир.и () л(етке замыкается ключ К ( 1) и размыкает(ся ключ К - и т. д.; при метке () замы кается ключ Хи и размыкается ключ /Cio. Ключ К остается замкиутым нри появлении метки (- + 1) и т. д. Ключ Koi нереключается от меток 0; . Нулевая метка устанавливает .ключ /Coi в -р-в -нижнее верхнее ноложение, а метка положение. ключей делителя 8 Порядок замыкапня от нулевой Мет.ки замЫ:кается ключ /(21; от первой метки замыкается ключ /(22, а ключ 7(21 .размыкается и т. д.; от ( - ) метки ключ Ki -о- замыкается и остается замкнутым при появлении метки Нри ( + 1) метке замыкания ключ п 2(-1)11 размыкается .ключ /С2-о и т. д. и т. п. Ключ К.о-2 нереключается при появлении меп Зп- п ток 0; ; - ; - , причем метки О м нереключают его в 1Н1Ижнее .полол ение, а метки - и - - в верхнее. Таким образом, используемые в схеме делители 7 и S позволяют осуществлять оиерации умнол ення снгнала давления на переменные коэффициенты, значения которых устанавливаются ла основе анпроксимации синусоидальной функции ступенчатой функцией (см. фиг. 2). П р е д мет и з о б р е т о н и я Устройство для измерения средиего индикаторного давления в цилиндрах поршневых мащин, содержащее датчик давления, датчик угловых меток с инднкатором верхней мертвой точ-ки, электрон.ный вычислительны блок и указатель, отличающееся- i, что, с целью упрощения и увеличення точностн 1 змерений, электронный блок выполнен в виде двух дискретных делителей, унравляемых электронным коммутатором, подсоедииенным к выходу датчика угловых .меток, су мирующего ус 1лителя и усредняющего ф1 льтра, нри этом вход) делителей соединены с выходом датчика давления, а выходы, - один нвиосредственно, а другой - через масштабный потенциометр, - с суммиру ощим усил теле:, выход которого через усредняющнй фильтр подключен к указателю.

3 / 5 6 7 W l n 13 5