Устройство для измерения мощности Советский патент 1982 года по МПК G01L23/08 

(З) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ

1

Устройство относится к технике из мерений показателей, в том числе мощности двигателей внутреннего сгорания, в зависимости от частоты вращения вала.

По основному авт.св. NT 887951 известно устройство для изм(ерения мощности, содержащее датчик импульч,срв, который через формирователь «соединен с входом селектора уровня и с входами блока умножения и блока нониусного генератора, генератор тактовой частоты, выход которого подключен к входам блока умножения и селектора уровня и к входам блока нонинусного генератора и программного переключателя, один из входов которого соединен с выходом селектора уровня, а выход селектора уровня соединен с входом исполнительного блока, кроме того, вход блока нониусного генератора, а также вход блока :умножения соединены с одним из выХОДОВ программного переключателя, при этом выход блока нониусного генератора подключен к входам блока суммирующих счетчиков и блока ревер|Сивных счетчиков, а выход блока умножения подключен к входам этих оков, остальные входы которых соединены с соответствующими выходами программного переключателя, причем выходы блока суммирующих счетчиков

« и блока реверсивных счетчиков соединены с входами коммутатора, вход которого подключен к выходу программного перею ючателя, а выход ком:мутатора соединен с индикатором 1.

15

Известное устройство .имеет определенную погрешность измерения вследствие того, что не учитывается темп.ературный режим двигателя. Это объ20ясняется тем, что в зависимости от Температуры двигателя существенно изменяются его механические потери, и,как следствие, разгонные характеристики двигателя при разных температурах различны. Кроме того, устройство характеризуется низкой оперативностью измерения вследствие того, что необходиМО дополнительное время на предварительный прогрев двигателя перед измерением мощности. Цель изобретения - повышение точности измерения мощности. Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введе ны датчик температуоы и преобразователь, первый вход которого соединен с одним из выходов программного переключателя, второй вход - с выходом датчика температуры, а выход преобразователя подключен к одному из вхо дов блока реверсивных счетчиков. На фиг. 1 представлена схема пред лагаемого устройства; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство содержит датчик 1 импульсов, который через формирователь 2 соединен с-входом селектора 3 уровня и с входами блока А умножения и блока 5 нониусного генератора Выход генератора 6 тактовой частоты подключен к входам блока умножения и селектора 3 уровня и к входам блока 5 нониусного генератора и программного переключателя 7, из входов которого соединен с выходом селектора 3 уровня.Выход селектора 3 соединен с входом исполнительного бло 8.Вход блока 5 нониусного генератора, также вход блока «умножения соединены с одним из выходов программного переключателя 7 при этом выход блока 5 нониусного генератора подключен к входам блока 9 суммирующих счетчико и блока 10 реверсивных счетчиков, а выход блока k умножения подключен к входам этих блоков, остальные входы которых соединены с соответствующими выходами программного переключателя 7. Выходы блока 9 суммирующих счетчиков и блока 10 ревер сивных счетчиков соединеньГ с входам коммутатора 11, вход которого подключен к выходу программного переключателя 7, а выход коммутатора 11 соединен с индикатором 12. Устррйство содержит также датчик 13 температуры. Один вход преобразователя 1 сое динен с выходом датчика 13 температуры, второй вход - с одним из выходов программного переключателя 7, а выход - с одним из выходов блока 10 реверсивных счетчиков. Устройство работает следующим образом. Датчик 1 импульсов выдает электрические сигналы, частота которых пропорциональна скорости вращения вала, на формирователь 2, который формирует стандартные по амплитуде и длительности импульсы (фиг.2а). Эти импульсы поступают на вход селектора 3 уровня, на вход которого также поступают импульсы генератора 6 тактовой частоты. В момент, когда в период импульсов формирователя 2 вписывается определенное число импульсов генератора 6 тактовой частоты, т.е. в момент достижзния валом двигателя определенной наперед заданной скорости, селектор 3 уровня включает исполнительный блок 8 (который выводит двигатель на режим разгона ) и программный переключатель 7. На второй вход программного переключателя 7 поступают импульсы генератора 6 тактовой частоты. Программный переключатель 7 при этом выдает равные интервалы {фиг.2б на вход блока 5 нониусного генератора , на вход которого также поступают импульсы генератора 6 тактовой частоты и импульсы с выхода формирователя 2. Блок 5 нониусного генератора по этим трем сигналам выделяет остатки периодов (фиг. 2г). В случае некратности периодов производят измерение этих остатков и выдачу импульсов блока 5 нониусного генератора в виде пачек импульсов nlj , п, п, nJJ, п, .,.. . (фиг. 2д) на выходы блока 9 суммирующих счетчиков и блока 10 реверсивных счетчиков. Независимо от скорости вращения цена деления блока 5 нониусного генератора по углу не меняется, а меняется только по времени, т.е. при любой скорости в период импульсов формирователя 2 должно укладываться одно и то же количество импульсов блока 5 нониусного генератора, например К импульсов. Поэтому количество импульсов блока 5 нониусного генератора в любой из пачек пропорциЬнально величине остатка периода. Блок 4 умножения по сигналам,аналогичным сигналам, поступающим на выходы блока 5 нониусного генератора ; производит выделение только целых периодов импульсов формирователя 2 в виде пачек импульсов п, По п,, Пц, ... (фиг.2в), Производит умножение каждого из них на коэффициент К в соответствующих интервалах лТ и выдает значения , , п,К, ,... на первые входы блока 9 суммирующих счетчиков и блока 10 реверсивных сче чиков.

Таким образом, за первый интервал времени дТ на входах блока 9 суммирующих счетчиков и блока 10 реверсивных счетчиков появляется количест во импульсов, равное ( - п) , за второй - {п„К t Пл) , за третий - (паК 4nj t пр , за четвертый - ) и т.д.

Рлок 9 суммирующих счетчиков и блок 10 реверсивных счетчиков содержит по два счетчика.

По управляющим сигналам, поступающим с выходов программного переключателя 7 на входы блока 9 суммирующих счетчиков (фиг.2 е и ж )в течение первого и второго интервалов времени лТ,в блоке 9 суммирующих счетчиков в первом счетчике происходит суммирование () и ( + nj), а во втором счетчике - только накопление (ппК + Пл). В блоке 10 реверсивных счетуиков за это же время по управляющим сигналам (фиг.2 и и к) , .поступающим на входы в первом реверсивном счетчике происходит операция вычитания () - (п2К + П2), а во втором реверсивном счетчике - накопление значения (.

На вход первого реверсивного счетчика с приходом управляющего импульса из программного переключателя 7 подается также пачка импульсов т iat-K, mj, in. .. с выхода преобразователя 14, где at - разность между температурой масла двигателя 1м измеряемой с помощью датчика 13 температуры, и наперед заданной номинальной температурой масла двигателя tpA К - коэффициент пропорциональности. Затем в зависимости от знака и величины разности температуры масла двигателя корректируется значе- ние {п К+п1|) - {n,jK+nj) t т.Далее содержимое первых счетчиков обоих блоков по управляюидему сигналу (фиг.2л) через коммутатор 11 подается ма индикатор 1Д,и с приходом третьего интервала дТсодержимое первых счетчиков обоих блоков гасится, а на втором суммирую1чем счетчике блока 9 суммирую1цих счетчиков уже с накопленными импульсами () суммируются импульсы (п,К Пэ+пй) , тогца как в первом счетчике происходит только накопление импульсов (n-) +п«).

Во втором реверсивном счетчике блока 10 реверсивных счетчиков от накопленных импульсов (п„К +П2 вычитается ЛдК +Пз+ п ) и затем уопректируетсл () - (ngK+n -vnpjt tmj, а в первом реверсивном счетчике происходит накопление (п,К 4 n -f-n Затем по окончании операций суммирования и вычитания содержимое вторых счетчиков этих блоков подается на индикатор 12. С приходом очеред- ного интервала дТ стройство работает аналогично, с той лишь разницей, что в первых счетчиках обоих блоков производятся операции суммирования и вычитания , а во вторых - только накопление последней последовательности импульсов.

Таким образом, в блоке 9 суммирующих счетчиков происходит определение скорости как результат накопления двух смежных во времени импульсных последовательностей за авные. . интервалы времени дТ, а ускорение определяется как результат разности этих же импульсных последовательностей, скорректированной разностью между текущей температурой масла двига.теля и наперед заданной номинальной температурой.

Цена деления блока 5 нониусного генератора и интервал времени зыби-граются таким образом, чтобы получить заданную точность измерения, а с другой стороны, учитывая известный коэффициент связи ускорения с мощностью,выдавать мо1чиость в единицах лошадинных сил, а скорость вращения в об/мин. При достижении двигателем наперед заданной скорости близкой к номинальной ) в процессе разгона селектор 3 уровня воздействует на исполнительный блок 8, который выводит двигатель на режим выбега и при достижении первоначальной скорости двигатель снова можно вывести на режим разгона.

Таким образом, графическую зависимость М01ЦНОСТИ от оборотов можно 797 получить практически по любому коли-, честву циклов разгон-выбег. С другой стороны,.значение ускорения в режиме выбега позволяет судить о мощности механических потерь. Предлагаемое устройство по сравнению с известными позволяет увеличить точность измерения мощности при различных температурах масла. Экспериментальные данные, снятые в мощностных кабинах йвтоВАЗА, показывают, что методическую погрешность при измерении мо1чности предлагаемым устройством можно уменьшить до 1-1,5, Кроме того, время измерения мощности при автоАат1;1ческом нормировании по температуре сократится примерно в раз. Высокая точность и оперативность измерения мощности предлагаемым устройством позволяют получить большой экономический эффект при 100% контроле мощности двигателей в условиях серийного производства и на станциях технического обслуживания для экспресс-диагноза технического состояния двигателя. Формула изобретения Устройство для измерения мощности по авт.св. If 88795Ь отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены датчик температуры и преобразователь, первый вход преобразователя соединен с одним из выходов программного переключателя, второй вход - с выходом датчика температуры, а выход преобразователя подключен к одному из входов блока реверсивных счетчиков. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Vf 887951, кл. G 01 L 23/08, 1978.

г

o

/ч

eg

J

ч/ ч V ч

/4/14

/чут ч/ч/ч

-4«VI

«

И

/ ч

ы

«i :я

fr