Устройство для измерения мощности на валу

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения мощности на вращающихся валах технологического оборудования. Целью изобретения является повышение точности измерения и надежности работы устройства. Работа устройства состоит кз двух этапов. На первом этапе в счетчик 17 через третью схему совпадения 16 в течение интервала времени, сформированного из сигналов датчиков считывания 1 и 2 формирователями 3 и 4 и первым триггером 7, записывается число импульсов генератора 12 опорной частоты , зависящее от деформации и скорости вращения вала. На втором зтапе это число считывается, из счетчика 17 через вторую схему совпадений 15 импульсами преобразователя частоты генератора 12 на двух преобразователях код - частота 10 и 11, управляемых через регистр периода 8 числом иМ . пульсов со счетчика периода 5, пропорциональным периоду вращения вала, и в течение этого этапа счетчиком мощности 6 через первую схему совпадений 14, управляемую сигналом второго триггера 18, подсчитывается число импульсов с генератора 12 через делитель частоты 13, пропорциональное измеряемой мощности, которое по окончании второго этапа по сигналу счетчика 17 переписывается в регистр мощности 9. 2 ил. (Л с 4 tSD СХ) СО сд со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 Ь 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .,.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

W д BTOPCWOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4154870/24-10 (22) 04. 12, 86 (46) 07.10.88. Вюл. У 37 (72) Д,ГеПопов, А.С«Ханжиев и А.А«Кобелев (53) 531.78(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

È 532772, кл. G 01 L 3/24, 1975.

Авторское свидетельство СССР

11 718734, кл. G 01 L 3/24, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ф(ОЩНОСТИ НА ВАЛУ (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения мощности на вращающихся валах технологического оборудования. Целью изобретения является повьппение точности измерения и надежности работы устройства. Работа устройства состоит из двух этапов.

На первом этапе в счетчик 17 через третью схему совпадения 16 в течение интервала времени, сформированного.SU 142 953 А1 из сигналов датчиков считывания 1 и

2 формирователями 3 и .4 и первым триггером 7, записывается число импульсов генератора 12 опорной частоты, зависящее от деформации и скорости вращения вала. На втором этапе это число считывается.из счетчика 17 через вторую схему совпадений 15 импульсами преобразователя частоты генератора 12 на двух преобразователях код — частота 10 и 11, управляемых через регистр периода 8 числом им- . пульсов со счетчика периода 5, про" порциональным периоду вращения вала, и в течение этого этапа счетчиком мощности 6 через первую схему совпаЯ дений 14, управляемую сигналом второго триггера 18, подсчитывается число нмлрльсоа с генератора 12 нерее Лелн- t тель частоты 13, пропорциональное измеряемой мощности, которое по окон- Я чании второго этапа по сигналу счетчика 17 переписывается в регистр мощ ности 9. 2 ил. 4ь

1428953

Изобретение относится к силоиэмерительной технике и может быть исПользовано для измерения мощности на

Вращакицихся валах технолоп ческого оборудования.

Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности работы устройства.

Ua фиг.l приведена функциональная схема предлагаемого устройства для измерения мощности; на фиг.2-временные диаграммы, поясняющие работу устройства, Устройство содержит два датчика 1 15 и 2 считывания, выходы которых подключены к формирователям 3 и 4 сигналов, счетчик 5 периода и счетчик 6 мощности, установочные входы которых подключены к выходам первого 3 и вто- 20 рого 4 формирователей сигналов соответственно и к установочным входам первого триггера 7, регистр 8 периоДа и регистр 9 мощности, входы котофых соединены с выходами соответствующих счетчиков 5 и 6, при этом выМоды регистра 8 периода соединены с управляющими входами последовательно боеДиненных первого 10 и второго 11

Преобразователей код — частота, гене- 30 ратор 12 опорной частоты, выход которого соединен с делителем 13 частоты и с частотным входом первого прес!бразователя 10 код — частота, первую схему 14 совпадения, выход кото- 35 фой подключен к суммирующему входу счетчика 6 мощности, а первый вход— к инверсному выходу первого триггера

7, вторую 15 и третью 16 схемы совпадения, реверсивный счетчик 17, входы 40 вычитания и суммирования которого подключены к выходам второй 15 и третьей 16 схем совпадения соответств енно, второй триггер 18 первый установочный вход которого подключен к выходу переноса реверсивного счетчиala 17 и входу перезаписи информации регистра 9 мощности, .а второй устано в очный вход — к входу перезаписи информации регистра периода 8 и выходу первого формирователя 3 сигналов, объединенные третьи входы первой 14 и второй 15 схем совпадения подключены к выходу второго триггера 18, вторые входы второй 15 и третьей 16 схем совпадения подключены к инверсному и прямому выходам первого триггера 7 соответственно, а первые вхо. дЫ этих схем подключены соответствен!

P Иеп **К,1 Df и К t гР, (1) где ʄ— коэффициент пропорциональности

t - временное запаздывание между выходными сигналами датчиков 1 и 2 считывания, Выходные импульсы формирователя 3 сигналов с периодом Т, равным периоду следования выходных датчиков 1 и

2 считывания, поступают на вход перезаписи регистра 8 периода и на вход установки в ноль счетчика 5 периода.

Число тактовых импульсов с частотой поступивших на вход суммирования счетчика 5 периода за время Т и соответствующий им кодовый эквивалент Ы„

Фиксируемый регистром 8 периода, равен

М *ТЕ

0 и (2) Выходная частота Е ngu g второго преобразователя 11 код — частота, учитывая (2), определяется иэ выражения Лией кч 2 я " па где Епхч4

fo" N выходная частота перво2

ro преобразователя 10 код — частота; но к выходу второго преобразователя

ll код — частота и генератору 12 опорной частоты, При этом вход суммирования счетчика 5 периода подключен к генератору 12 опорной частоты, а выход делителя 13 частоты подключен к второму входу первой схемы 14 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Выходные сигналы датчиков 1 и 2 считывания, разность фаз D4 между которыми пропорциональна значению крутящего момента, поступают на входы формирователей 3 и 4 сигналов, вырабатывающих короткие импульсы в моменты перехода через ноль выходных сигналов датчиков считывания. При этом мощность P на валу, пропорциональная крутящему моменту М и скорости вращения вала и, определяется выражением

142895 (4) Nt = t f .

Временной интервал T«g до обнуле" иия содержимого реверсивного счетчика 17 равен, N< t 2 п 16

Тин (5)

f пкчг О

Момент нулевого состояния ревер сивного счетчика 17 фиксируется вторым триггером 18 (фиг.2л), прекращающим поступление импульсов с частотой fnÄz на вход вычитания реверсивного счетчика 17 и импульсов с частотой f на вход счетчика 6 мощности.

Одновременно по сигналу с выхода переноса (фиг.2к) реверсивного счетчика 17 (в момент его нулевого состояния) содержимое счетчика 6 мощности гrn — число входных двоичных разрядов преобразователя код — частота.

Из (3). следует, что выходная частота второго преобразователя 11 код— частота обратно пропорциональна квадрату скорости вращения контролируемого вала.

Цикл преобразования устройства íà- lð чинается с появления на выходе первого формирователя 3 сигналов (фиг.2а) короткого импульса, по которому в регистр 8 периода записывается текущее значение периода следования выходных 15 сигналов датчика считывания. Одновре-.

° менно высоким потенциалом с выхода первого триггера 7 (фиг,2д) открывается третья схема 16 совпадения, разрешающая прохождение счетных импульсов с частотой f> от генератора 12 опорной частоты на вход суммирования реверсивного счетчика 17 (фиг.2е).

По прошествии времени t, соответствующего повороту вала на угол a4 25 по фронту выходного сигнала второго формирователя 4 (фиг.2б). переключается в нулевое состояние первый триггер 7, запирая третью схему 16 совпадения, открывая первую 14 и вторую gp

15 схемы совпадения, разрешая тем самым прохождение импульсов с частотой . йп„ч (фиг.2з) на вход вычитания реверсивного счетчика 17 счетных им-, пульсов с частотой fq с выхода делителя 13 частоты на вход суммирования счетчика 6 мощности. Количество импульсов N (фиг.2е), поступившее на вход суммирования реверсивного счет-. чика 17 эа время С, равно 40

4 переписывается в регистр 9 мощности.

Количество импульсов Ми 4, подсчитанное счетчиком 6 мощности и зафиксированное в регистре 9 мощности, равно

2 n f

11ин Тинд f s — — ---- — - ° (6) о

Принимая во внимание, что тактовые частоты f и f< постоянны, и, учитывая (1), окончательно получаем

Ниид = K> Ro< и = K P; (7) где R = — — — коэффициент деления

fq

f, делителя частоты;

К» = "-- — коэффициент пропорциоа нальности.

Как следует из (7), результат из-. мерения пропорционален измеряемой мощности, причем наклон выходной характеристики можно задавать изменением коэффициента деления делителя

13 частоты, что позволяет устранить мультипликативную составляющую погрешности измерения и повысить кем самым точность измерения предлагаемого устройства °

Формула изобретения

Устройство для измерения мощности на валу, содержащее два датчика считывания, выходы которых подключены к формирователям сигналов, счетчик периода и счетчик мощности, установочные входы которых подключены к выходам первого и второго формирователей сигналов соответственно и к установочным входам первого триггера, регистр периода и регистр мощности, входы которых соединены с выходами соответствующих счетчиков, при этом выходы регистра периода соединены с управляющими входами последовательно соединенных первого и второго преобразователей код — частота, генератор опорной частоты, выход которого соединен с делителем частоты и с частотным входом первого преобразователя код — частота, первую схему совпадения, выход которой подключен к суммирующему входу счетчика мощности, а первый вход — к инверсному выходу первого триггера, о т л и ч.а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и йадежности, устройство допо нительно снабжено второй и третьей схемами совпадения, Составитель А. Альшаев

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга

Редактор Е, Папп

Заказ 5115/38 Тира 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Укгород, ул. Проектная, 4

5 1428953 6 реверсивным счетчиком, входы вычита- ключены к выходу второго триггера, ния и суммирования которого подклю- вторые входы второй и третьей схем чены к выходам второй и третьей схем совпадения подключены к инверсному совпадения соответственно, вторым и прямому выходам первого триггера

:триггером, первый установочный вход 5 соответственно, а первые входы этих !

:которого подключен к выходу переноса схем подключены, соответственно к выреверсивного счетчика и входу переза- ходу второго преобразователя код— писи информации регистра мощности, а частота и генератору опбрной частоты, второй установочный вход — к входу кроме того, вход cóìèèðoâàíèÿ счетчиб перезаписи информации регистра перио- 10 ка периода подключен к генератору да и выходу первого формирователя, опорной частоты, выход делителя чассигнала, объединенные третьи входы тоты подключен к второму входу первой

Первой и второй схем совпадения под- схемы совпадения.