Цифровой моментомер Советский патент 1981 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к силоизмерительной технике иможет быть испол зовано для измерения крутящих моментов, передаваемых вращающимися валами. Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий элемент, на концах которого расположены измерительные диски, усилители, счетчик импульсов и регистра тор fll. Однако данное устройство не обеспечивает требуемой точности измерени крутящего момента. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является цифровой моментомер, содержащий два закрепленных на концах упругого вала измерительных диска с равномерными метками по периферии, датчики считывания меток, формирователи-и генератор опо ной частоты, связанные с блоком вре мени измерения через две схемы совпадения, счетчик, сумматор и блок уп равления f2J . Недостатком такого моментомера также является -низкая точность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения, Указання цель достигается тем, что в него введены два ключа, формирователь опорного фазового сдвига, два регистра и датчик температуры вала, выход которого связан со входом генератора опорной частоты, причем пер-п вые входа ключей связаны с выходами соответствующих датчиков считывания меток, вторые - с соответствующими выходами формирователя опорного фазового сдвига,вход которого соединен . с выходом одного датчика считывания меток, а третьи входы и блокируюций вход датчика температуры - с одним выходом блока управления, другой выход которого связан с первым управляющим входом блока времени измерения, соединенного выходом со входом счетчика, один выход которого связан с первым регистром, другой - с первым входом сумматора, второй вход которого связан с выходом второго регистра, а выход - со вторым управляквдим входом блока времени измерения, при этом выходы ключей соединены с соответствукяцими формирователями. На чертеже представлена структурная схема моментомера.

Цифровой моментомер содержит упругую вставку (вал) 1, два закрепленных на ней измерительных диска 2 и 3 с равномерными метками по периферии, датчики 4 и 5 считывания меток, выходы которых соответственно связаны с первыми входами ключей 6 и 7, при этом выход датчика 5 соединен также со входом формирователя 8 опорного фазового сдвига, выходы которого соединены со вторыми входами ключей. Третьи входы ключей связаны с одним из выходов блока 9 управления, связанного также с блокирующим входом датчика 10 температуры вала. Выход датчика 10 температуры соединен с генератором 11 опорной частоты, а выходы ключей 6 и 7 - со входами соответствующих формирователей 12 и 13, выходы которых, а также выход генератора 11, через схемы 14 и 15 совпадения связаны с блоком 16 времени измерения, первый управляющий вход которо го, используемый для задания начала цикла измерения, связан с другимвыходом блока 9 управления. На выходе блока 16 включен счетчик 17, один из выходов которого соединен с первым регистром 18 (регистром индикации) , а другой выход - с первым входом сумматора 19, выход которого связан со вторым управляющим входом блока 16 времени измерения. Второй вход сумматора 19 связан с выходом второго регистра 20 (регистра памяти) .

Моментомер работает следующим образом..

После градуировки моментомера при максимальной (по технической характеристике) скорости вращения на входы ключей 6 и 7 поступает опорноезначение фазового сдвига с формирователя 8 на частоте, определяемой скоростью вращения вала. В регистр 20 памяти записывается число, зафиксированное счетчиком 17. В процессе измерений под действием кру;тящего момента происходит закручивание упругой вставки 1, и, следовательно, смещение дисков 2 и 3 относительно друг друга. Это приводит к изменению разности фаз выходных напряжений датчиков 4 и 5. В начале,цикла измерений блок 9 управления через ключи 6 и 7 подключает Выходы датчиков 4 и 5 к соответствующим формирователям 12, и 13. На вход блока времени измерения от генератора 11 через схемы 14 и 15 совпадения поступают импульсы опорной частоты за время равное разности фаз сигналов датчиков 4 и 5. В-счетчике 17 зафиксировано количество импульсов, пропорциональное величине разности фаз .сигналов датчиков 4 и 5, а следовательно, величине крутящего момента. Это значение крутящего момента переписывается в регистр 18 индикации. 13о время индикации блок 9 управления подключает на вход ключей 6 и 7 опорный фазовый сигнал на частоте, определяемой текущей скоростью вращения вала. При .несовпадении показаний счетчика 17 и регистра 20 памяти на выходе сумматора 19 появляется сигнал, который изменяет время измерения блока 16 в соответствующую сторону до получения разности показаний равной единице дискретности.в этом случае изменение скорости вращения Вала, формы и уровня сигналов датчиков, уход параметров формирователей 12 .и 13 автоматически скорректированы временем измерения блока 16 за интервал, необходимый для индикации предыдущих показаний.

Для исключения влияния .изменения модуля упругости материала вала под действием температуры на точность измерения момента выход датчика температуры вала включен в схему генератора 11 и изменяет его частоту в зависимости от температуры вала. В процессе самокоррекции схемы блок 9 управления блокирует датчик 10 температуры.

Формула изобретения

Цифровой моментомер, содержащий два закрепленных на концах упругого вала измерительных диска с равномерными метками по периферии, датчики считывания меток, формирователи и генератор опорной частоты, .связанные с блоком времени измерения через две схемы совпадения, счетчик, сумматор, и блок управления, отли чающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два ключа, формирователь опорного фазового сдвига, два регистра и датчик температуры вала, выход которого связан со входом генератора опорной частоты, причем первые входы ключей связаны с выходами соответствующих датчиков считывания меток, вторые с.соответствующими выходами формирователя опорного фазового сдвига, вход которого.соединен с выходом од1ного датчика считывания метою, а третьи входы и блокирующий вход датчика температуры - с одним выходом блока управления, другой выход которого связан.с первым управляющим входом блока времени измерения, соединенного выходом со входом счетчика, один выход которого связан с первым регистром, другой - с первым входом сумматора, второй вход которого связан с выходом второго регистра, а выход - со вторым управляющим входом- блока времени измерения, при

этом выходы ключей соединены с соответствующими формирователями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3604255, кл. 73-136А, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 603860, кл. G 01 L 3/10, 28.12.76 (прототип),