Измеритель крутящего момента Советский патент 1981 года по МПК G01L3/10 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ К -УТЯЩЕГО МОМЕНТА

1

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающихся валах.

Известен измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал, с концами которого жестко связаны зубчатые индукторы, два индукционных датчика, сигналы которых в начальном положении противофазны, . и индикатор 1. Однако этот измеритель не обеспечивает требуемой точности измерения Uj

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал, с концами базового участка которого жестко связаны измерительные диски со своими датчиками, две пороговые схемы, одни входы которых связаны с выходами датчиков, а-выходы через дифференцирующие цепи - с . первым триггером, и индикатор 2.

Недостатком такого измерителя также является низкая точность, обу словленная влиянием амплитуды, сигналов датчиков на результат измерения. . Цель изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в измеритель введены второй и третий триггеры и два коммутатора, причем счетный, вход второго триггера и ринхро10низирукиций вход третьего триггера связаны соответственно с инверсным и прямым выходами первого триггера, а выходы .второго и третьего тригге:( ров соединены через коммутаторы с

IS другими входами соответствующих пороговых схем, при этом управляющий вход третьего триггера связан с выходом второго триггера, а индикатор соединен с прямым выходом первого

20 триггера.

На фиг. 1 приведена блок-схема измерителя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. 3 Измеритель крутящего момента (фиг. 1)содержит упругий вал 1, измерительные диски 2 и 3, индукционные датчики 4 и 5, установленные вблизи дисков и имеющие с ними магнитную связь, пороговые схемы 6 и 7, одни входы которых подключены к выходам датчиков, а выходы через диф ференцирующие цепи 8 и 9 связаны с входами первого триггера 10, соединенного инверсным выходом со счетным входом второго триггера 11, а прямым с синхронизирующим входом третьего триггера 12 (типа )) управляющий вход которого связан с выходом второ го триггера 11. Выходы второго и тре тьего триггеров соединены через коммутаторы 13 и 14 с другими входами Пороговых схем 6 и 7., Индикатор 15 подключен к прямому выходу первого триггера 1.0. Измеритель работаетследующим образом. При вращении упругого вала 1 изме рительные диски 2, 3, .проходя вблизи датчиков 4, 5, наводят на их выходах синусоидальные сигналц (фиг. 2) с амплитудами А1 и А2, фазовый сдвиг между которыми пропорционален относи тельному смещению измерительных дисков 2, 3 за счет скручивания вала 1 и соответственно передаваемому им кр тящему моменту М . Эти сигналы поступают на входы- пороговых схем 6, 7. Для определенности предположим что пороговые уровни пороговых схем 6, 7 положительны (Ufi0) а прямом выходе триггера 10 логический О, а на прямых выходах триггеров 11, 12 логические 1. При достижении сигналом с датчика 4 уровня порога Uf пороговая схема 6 срабатывает на ее выходе устанавливается высо кий потенциал. При этом с выхода диф ференцирующей цепи 8 на вход триггер 10 поступает импульс, устанавливающий на его прямом вьЬсоде логическую 1. Смена состояния на входе триггера 11, связанного с инверсным выхо дом триггера 10, с логической 1 в О обеспечивает срабатывание тригге ра 11, и на его прямом выходе устана ливается О. Этими сигналами подготавливается срабатывание триггера 12 и переключается коммутатор 13, ко торый устанавливает , пороговой схеме 6 отрицательный порог (U,0). Пр достижении сигналом с датчика 5 по.оргового уровня (и О ) срабатывает 2 пороговая схема 7, на ее выходе устанавливается высокий потенциал, при этом с выхода дифференцирующей цепи 9 на вход триггера 10 поступает импульс, устанавливающий на его прямом выходе О. Смена состояния на синхронизирующем входе триггера 12, связанного с прямым выходом триггера 10, с 1 на О обеспечивает его срабатывание, подготовленное сигналами с выхода триггера 11. В результате чего коммутатор 14 устанавливает пороговой схеме 7 отрицательный порог. Обе пороговые схемы 6 и 7 отпускают при достижении сигналами отрицательных пороговых уровней. Состояние остальных элементов схемы при этом не меняется. Во время следующего периода при превышении сигналом с датчика 4 отрицательного порогового уровня пороговая схема 6 срабатывает, импульс с выхода дифференцирующей цепи 8 устанавливает на прямом выходе триггера 10 1, при этом срабатывает триггер 11, триггер 12 подготавливается к работе, а коммутатор 13 устанавливает пороговой схеме 6 вновь положительный порог. Аналогично сработает схема в результате превышения сигналом с датчика 5 отрицательного порогового уровня. При этом на выходе триггера 10 устанавливается О, а коммутатор 14 устанавливает пороговой схеме 7 положительный порог. Итак, схема пришла в исходное состояние. Таким образом, в первый период триггер 10 находится Е состоянии 1 в течение времени t ЛЬ между моментами перехода входными сигналами через положительньй пороговый уроследующий период - в течение времени fcg to-Afc между переходами через отрицательный пороговый уровень, где сг интервал времени между моментами перехода входными сигналами равной амплитуды A3 и А2 через пороговый уровень, ЛЪ - изменение интервала времени feждy моментами перехода входными сигналами через пороговые уровни при наличии разницы амплитуд. На индикатор 15 за два периода поступают два импульса, суммарная длительность которых, равная ,, (.)( ) 2-fco пропорциональная фазовому сдвигу, а следовательно, крутящему моменту. Таким образом, результат измерения, осредненный за

два периода не зависит от амплитуды сигналов.

Использование в измерителе двух дополнительных триггеров и двух коммутаторов позволяет повысить точность измерения крутящего момента за счет исключения влияния амплитуды сигналов датчиков на результат измерения.

Формула изобретения

Измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал, с концами базового участка которого жестко связаны измерительные диски со своими датчиками, две пороговые схемы, одни входы которых связаны с выходами датчиков, а выходы через дифференцирующие цепи - с первым триггером, и ивдикатор, отличающийс я тем, что, с целью повышения точ-/ности измерения, в него введены второй и третий триггеры и два коммутатора, прич м счетный рход второго триггера и синхронизирующий вход третьего триггера связаны соответственно с инверсным и прямым выходами первого триггера, а выходы второго и третьего триггеров соединены через крммутаторы с другими входами соответствующих пороговых схем, при этом управляющий вход тре.тьего триггера связан с выгодом второго триггера, и ин катор соединен с прямым выходом первого триггера.

Источники информации, принятые So внимание при экспертизе

с. 48 (прототип).

--J

L