Фотоэлектрический измеритель крутящего момента

 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий упругий вал с отверсгием, пересекающим ось вращения вала, осветитель и фотоприемник, установленные по разные стороны вала с обеспечением оптической связи через отверстие в валу при его определенном угловом положении, и узел обработки измерительной информации, связанный с фотоприемником , отличаю щийс я тем, что, с целью растирания области применения путем упрощения конструкции вала, отверстие в валу выполнено наклонным к оси вала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11), 4(51) G Ol Ь 3 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3643512/24-10 (22) 05.08.83 (46) 30.01.85.Бюл.9 4 (72) В.Л.Денисов, Л.Н.Климович и В.A.Øëoòãàóýð (71) Гомельский политехнический институт (53) 531 .781(088 .8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 714183, кл. G 01 L 3/12, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР

Р 580464, .кл. G 01 Ь 3/12, 1976 (прототип). (54) (57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий упругий вал с отверстием, пересекающим ось вращения вала, осветитель и фотоприемник, установленные по раз" ные стороны вала с обеспечением оптической связи через отверстие в валу при его определенном угловом положении, и узел обработки измерительной информации, связанный с фо» топриемником, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения области применения путем упрощения конструкции вала, отверстие в валу выполнено наклонным к оси вала.

1137352

Изобретение относится к "силоизме- рительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента вращающихся валов.

Известен фотоэлектрический измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал;, осветитель и фотоприемник, связанный с узлом обработки измерительной информации.Г13.

Недостатком известного измерителя является сложность конструкции l0 упругого вала, заключающаяся в наличии специальных дисков-модуляторов, установленных на базовом участке упругого вала, что возможно не во всех случаях. 15

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности фотоэлект.— рический измеритель крутящего. момента, содержащий упругий вал с отверстием, пересекающим ось вращения ва-. ла, осветитель и фотоприемник, установленные по разные стороны вала с обеспечением оптической связи через отверстие в валу при его определенном угловом положении, и узел обработки измерительной информации, связанный с фотоприемником(23.

Недостатком укаэанного измерителя. является узкая область его применения вследствие необходимости установки специальных приспособлений на валу.

Цель изобретения — расширение области применения путем упрощения конструкции вала. указанная цель достигается,ем, 35 ,что в фотоэлектрическом измерителе ,крутящего момента, содержащем упру" гий вал с отверстием, пересекающим ось вращения вала, осветитель и фотоприемник, установленные по разные 40 стороны вала с обеспечением оптической связи через отверстие в валу при его определенном угловом положении, и узел обработки измерительной информации, связанный с фотоприемником, 45 отверстие в валу выполнено наклонным к оси вала.

На фиг.l приведена структурная схема предлагаемого измерителя; на фиг.2 — эпюры напряжений на элект- 50 ронных блоках измерителя.

Фотоэлектрический измеритель крутящего момента содержит упругий вал l,.в котором выполнено отверстие 2, наклонное к оси вала 1, осветитель 3, фоъоприемник 4, счетчики

5 и б импульсов, микро-ЭВМ 7, схему

8 запрета, тактовый генератор 9, а также линзовую систему 10 и световоды 11 и 12. Тактовый генератор

9 соединен с осветителем .3, одним 60 входом схемы 8 запрета и одним входом 5 счетчика импульсов, второй вход которого соединен с одним выходом схемы 8 запрета, а выход — с одним входом микро-ЭВМ 7, второй 65 вход которой связан с выходом счетчика б импульсов, один вход которого связан с вторым выходом схемы

8 запрета, а второй — с одним выходом фотоприемника 4, второй выход которого соединен с вторым входом схемы 8 запрета.

Фотоприемник 4 и осветитель 3 соединены оптической связью через световоды ll и 12, линзовую систему и отверстие 2 в валу 1 при определенном его угловом положении.

Фотоэлектрический. измеритель крутящего момейта работает следующим образом.

Под действием тактового генератора 9 осветитель излучает световые импульсы, которйе достигают фотоприемника 4 только в отрезок времени, соответствующий прохождению отверстия 2 в валу мимо оптической оси.

При этом на выходе фотоприемника образуется пачка импульсов, которая считывается в счетчике б,. Схема 8 запрета устроена таким образом, что она разрешает счет импульсов от тактового генератора 9 счетчику 5 с момента регистрации фотоприемником

4 первого импульса в пачке до появления первого импульса следующей пачки. Таким образом, за один оборот вала в счетчике 5 регистрируется число И, пропорциональное длине окружности вала 1, а в счетчике б число и, пропорциональное оптической апертуре наклонного отверстия 2 в валу 1. При изменении скорости вращения вала числа И и п изменяются, однако их отношение, которое рассчитывается микро-ЭВМ 7, определяется только геометрическими соотноше ниями диаметра вала и оптической апертуры отверстия. Под действием крутящего момента вал 1 скручивается, вследствие чего происходит смещение входного и выходного окон наклонного отверстия 2 и изменяется его оптическая апертура.

Таким образом, отношение ntN характеризует величину крутящего момента.

Эпюры напряжения, поясняющие регистрацию импульсов счетчиками 5 и б, приведены на фиг.2, причем ч— импульсы с выхода генератора тактовых импульсов 9; S.- -пачки импульсов на выходе фотоприемника 4; 8— импульсы, регистрируемые счетчиком

5; . . — импульсы, регистрируемые счетчиком б. Эпюры б, 8, приведены для одной скорости вращения вала. Эпюра д иллюстрирует увеличение количества импульсов на выходе счетчика б при уменьшении скорости вращения вала, а эпюра еодновременное увеличение числа импульсов, зарегистрированных счетчиком 5. На эпюрах ъ и у иллюстри1137352

Составитель А.Амаханов

Редактор Л.Пчелинская . Техред Т.Дубинчак

Корректор О.Луговая

Подписное

Заказ 10513/31 Тираж 898

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 руется влияние нагрузки на число импульсов, регистрируемых счетчиком 5, в частности, эпюра а соответствует той же скорости вращения вала, что и эпюры, 6, в .

Применение изобретения позволяет производить измерение крутящих моментов при малых базах измерений, когда невозможно осуществить зак.репление на неболыаом свободном участке вала измерительные диски или другие датчики, не требует точной юстировки и точной обработки наклонного отверстия.