Устройство для измерения крутящего момента на валу Советский патент 1980 года по МПК G01L3/10 

щей способностью) угла скручивания, равной одному градусу, при мгновеннбм скручивании вала на угол 5° с дальнейшим исчезновением скручивающего момента; на фиг. 3 - примёр диаграммы работы устройства с четырехразрядным счетчиком и дискретностью определения угла.скручивайия, равной одному градусу, при мгновенном скручивании вала на угол 5 й прбдолжающимся вращением вала с указанным углом закрутки. Устройство для измерения крутящего момента на валу содержит два импульсных датчика 1 и 2, расположенных по концам вала в районах индукторов 3 и 4, вращающихся вместе с валом. Датчики 1 и 2 через усилители-формирователи 5 и б подсоединены соответственно к триггерам 7 и 8 первых разрядов п-разрядных дво ичных цифровых счетчиков 7 и 8.Выход триггеров п разрядов счетчиков 7 и 8 подсоединены к п схемам 9-9 поразрядного сравнения чисел блока 9 срав нения, а выходы триггеров старших разрядов счетчиков 7 и 8 помимо этого подсоединены к формирователю 10 модуля счета блока 9 сравнения. Формирователь10 модуля счёта представляет из себя бЛЬк формирования числа 2, где п - количество разрядо счетчика, например для четырехразрядного счетчика, рассчитанного для максимального угла скручивания и дискретности определения угла скру чивания, равной одному градусу, п , а модуль счета равен шестнадцати. Выходы схем 9-9 поразрядного сравнения чисел и формирователя 10 модуля счета , подсоединены к дешифратору 11, в котором осущейтвляется преобразование двоичного кода в десятич ный. Выход дешифратора 11 подключен ко входу цифрового индикатора 12 бло ка индикации 13. Выходы датчиков 1 и 2 подключены ко входам формирователя 14 импульсов сброса, подсоединенного к обнуляющим входам счетчиков 7 и 8, Импульсные датчики 3 и 4 по выход могут быть подключены непосредственн к счетчикам 7 и 8. Позициями 15-31 (фиг.2 и 3) обозначены оси временных диаграмм, поясняющий работу устройства на пример е гетарехраэ.рядными двоичными счетчи | :амй йДискретностью определения угла скручивания, равной одному градусу. По оси 15 изображены импульсы. поступающие от датчика 1, по оси 16 импульсы, поступающие от датчика 2, пи осям 17-20 - выходные сигналы три геров счетчика 7, по осям 21-24 - выходные сигналы триггеров счетчика по оси 25 - импульс сброса, поступаю щий с блока 14. По осям 25-29 - выходные сигналы блоков поразрядного сравнения , а по оси 30 - выход ной сигнал блока 10 формирования чис ла 2, Ось 31 - величина угла скручивания, получаемая на выходе цифрового индикатора 12. Устройство работает следующим образом. При вращении вала индукторы 3 и 4 через равные угловые промежутки (на диаграммах через угол 1°) наводят в датчиках 1 и 2 импульсы. Импульсы от датчиков через усилители-формирователи 5 и 6 поступают соответственно на счетные входы триггеров 7 и первых разрядов 7 и 8. Датчики 1 и 2 выставлены таким образом, чтобы при отсутствии скручивания вала импульсы на счетчики 7 и 8 приходили одновременно (на диаграммах в диапазоне tp-t) ив счетчиках в любой момент времени фиксировались одинаковые числа. При этом блоки 9 - 9 поразрядного сравнения выдают на цифровой индикатор значение крутящего момента (или угла закрутки) равное нулю. В случае появления в какой-нибудь момент времени скручивания вала в результате появления скручивающего -момента (на диаграммах момент времени ty) на один из счетчиков (на Диаграммах на счетчик 8) в результате торможения соответствующего конца вала пройдет на m импульсов (на диаграммах на 5 импульсов) меньше, чем на второй, в этом случае блоки поразрядного сравнения (на диаграммах ) будут выдавать на соответствующие числовые входы дешифратора 2 , 2 , . . . , разностные сигналы соответствующих триггеров счетчиков 7 и 8 В случае,когда один из счетчиков переполнился, для получения действительной разницы чисел необходимо до момента переполнение второго счетчика в дешифратор 11 поДать число, соответствующее следующему разряду счета, т.е. число 2 (на диаграммах т Ц). Иначе, если,например, скручивание вала началось при числе счёта 13 на обоих счетчиках, то на, одном из них прекратится счет на этом числе, а на другом будет (при угле скручивания с 5°) при дальнейшем скручивании вала на 1° добавляться единица, соответственно при скручивании на 1° получилось бы на выходе схемы сравнения 14 - 13 1, на 2° получилось бы 15 - 13 2, далее опережающий счетчик обнуляется, т.е. при скручивании вала на 3° получилось бы 0-13 - 13, на 4° получилось бы 1- 13 -12, на 5° получилось бы 2- 13 -И и, таким образом, вместо +5° на индикаторе было бы -11. Поэтому с момента окончания импульса п-го триггера (на схеме 4-го триггера) опережающего счетчика до момента окончания импульса п-го тригif-epa запаздывающего счетчика, формнрователь 10 модуля счета, запускаемый Опережающим счетчиком, вьщае на вход числа 2 дешифратора 11 импульс(на диаграммах это происходит между моментами времени t, При кратковременном воздействии момента в момент времени tj (фиг.2) происходит резкое снятие скручивающ го момента, а к моменту времени tg угол скручивания уменьшается до нул для вала, сохранившего упругость. При постоянстве скручивающего мо мента, начиная с момента времени tj (фиг.З), на индикаторе будет отобра жаться значение этого момента. - Так как скручивающие моменты находятся в пределах упругости вала, то снятие этих моментов влечет за собой восстановление на цифровом регистраторе значения момента, равное нулю (см.фиг.2). Для устранения возможных ошибок в счете перед началом очередного цикла измерения первым импульсом, / приходящим с любого из датчиков 1 и 2 на формирователь сброса 14, три геры счетчиков 7 и 8устанавливаются в нулевое состояние. Формула изобретения Устройство для измерения крутяще го момента на валу, содержащее два импульсных датчика, разнесенных по цлине вала, блок сравнения, цифровой счетчик, формирователь импульсов сброса и блок индикации, отличающееся тем, что, с целые повышения точности измерения мгновенных значений знакопеременного крутяш го момента, в нем циф 5овой счетчик выполнен в виде двух независимьк rv разрядных счетчиков, входа которых подключены к соответствующим импульсным датчикам, а выходы п разрядов соединены с входами п поразрйдных схем сравнения блока сравнения, при этом обнуляющие входы п-разрядных счетчиков соединены с выходом формирователя импульсов сброса, а выходы старших разрядов цифровых счетчиков связаны с формирователем модуля счета блока сравнения, причем выходы поразрядных схем сравнения и формирователя модуля счёта связаны со входами блока индикации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1352275, кл. G 01 L 3/10, IS. 2. Авторское свидетельство СССР 558186, кл. G 01 L З/Ю, 1975 (прототип).

Vuii

т

/