Устройство для измерения мощности на валу Советский патент 1980 года по МПК G01L3/24 

1

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения мощности на вращающемся валу, в частности на валу электрической машины.

Известно устройство измерения передаваемой вращающимся валом мощности, содержащее датчик крутящего момента, импульсный датчик числа оборотов вала, формирователь интервала времени, пропорционального крутящему моменту, генератор и счетчик мощности. Однако оно не обеспечивает требуемой точности измерения 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения мощности на валу, содержащее датчик крутящего момента с время-импульсным выходом, соединенный с входом элемента задержки, первым входом регистра памяти и через триггер с первым входом схемы И, выход которой связан с одним входом счетчика мощности, другой вход которого подключен к выходу элемента задержки, а выход соединен с вторым входом регистра памяти, и датчик скорости вращения вала с частотно-импульсным выходом 2. Такое устройство также не обеспечивает требуемой точности измерения из-за дискретности

измерения и ограниченного измерительного интервала.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Это достигается за счет того, что в устройство введен умножитель частоты с квадратичной зависимостью, выполненный в виде генератора опорной частоты, выход которого связан через два последовательно

соединенных управляемых делителя частоты с вторым входом схемы И и через делитель частоты со счетным входом счетчика умножителя частоты, вход «Сброс которого связан с выходом элемента задержки

умножителя частоты, а выход - с кодовым входом регистра памяти умножителя частоты, соединенного своим выходом с кодовыми входами управляемых делителей частоты. Вход «Запись регистра памяти и

вход элемента задержки умножителя частоты подключены к выходу датчика скорости вращения вала.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство для измерения мощности на валу содержит датчик крутящего момента с время-импульсным выходом в виде двух датчиков 1, 2 угла закручивания вала, датчик 3 скорости вращения вала, триггер 4,

элемент И 5, счетчик 6 мощности, регистр 7 памяти, элемент 8 задержки и умножитель частоты с квадратичной зависимостью, включающий элемент 9 задержки, генератор 10 опорной частоты, делитель И часто- 5 ты, счетчик 12, регистр 13 памяти и управляемые делители 14 и 15 частоты.

Работает устройство следующим образoм

Датчиками 1 и 2 угла закручивания фор- ю мируются импульсы, разнесенные по времени на величину t.

Угол закручивания а, пропорциональный крутящему моменту, равен

,-t-n,15

где ki - коэффициент пропорциональности, п - число оборотов.

Мощность .на валу Р, пропорциональная крутящему моменту и числу оборотов ва- 20 ла, равна

p й,

где 2 - коэффициент пропорциональности.25

Импульс, сформированный на выходе триггера 4, равный по длительности t, подается на первый вход элемента И 5. На другой его вход поступают импульсы с частотой, пропорциональной - квадрату числа зо оборотов вала, умноженные на коэффициент Й2. За время t на счетчике б будет накоплено число импульсов, пропорциональное мощности на валу.

Импульсом с датчика 2 в конце интерва- 35 а t код, сформированный на выходе счетчика 6, записывается в регистр 7 памяти, а счетчик 6 через элемент 8 устанавливается на нуль.

-Работа умножителя частоты сводится 40 к периодическому формированию счетчиком

12кода, пропорционального периоду частоы импульсов, поступающих с датчика обоотов, запоминанию этого кода в регистре

13памяти по сигналу с датчика 3 и управ- 45 ению этим кодом коэффициентами деления управляемых делителей 14 и 15 частоты. Коэффициент умножения частоты задается делителем 11 частоты.

Использование в устройстве умножителя частоты с квадратичной зависимостью позволит повысить частоту и уменьщить дискретность при умножении и тем самым увеличить точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения мощности на валу, содержащее датчик крутящего момента с время-импульсным выходом, соединенный с входом элемента задержки, первым входом регистра памяти и через триггер с первым входом схемы И, выход которой связан с одним входом счетчика мощности, другой вход которого подключен к выходу элемента задержки, а выход соединен с вторым входом регистра памяти, и датчик скорости вращения вала с частотно-имнульсным выходом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введен умножитель частоты с квадратичной зависимостью, выполненный в виде генератора опорной частоты, выход которого связан через два последовательно соединенных управляемых делителя частоты с вторым входом схемы И и через делитель частоты со счетным входом счетчика умножителя частоты, вход «Сброс которого связан с выходом элемента задержки умножителя частоты, а выход- с кодовым входом регистра памяти умножителя частоты, соединенного своим выходом с кодовыми входами управляемых делителей частоты, причем вход «Запись регистра памяти и вход элемента задержки умножителя частоты связаны с выходом датчика скорости вращения вала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 167332, кл. G OIL 3/24, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР 532772, кл. G 01 L 3/24, 1975 (прототип).