Устройство для измерения момента на вращающемся валу

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающемся валу. Целью изобретения является повышение точности. Сигнал с измерительного моста 21 преобразуется преобразователем 20 в длительность импульса , который с помощью светодиода 16 и фотодиода 4 передается на неподвижную часть устройства, где с помощью преобразователя 6 преобразуется в напряжение, пропорциональное измеряемой величине. Начальный баланс измерительного моста обеспечивается подключением через коммутатор 22 образцовых сопротивлений из набора 23. Задание рабочего диапазона измерения осуществляется регулировкой коэффициента преобразования преобразователя 20. При этом управление коммутатором 22 и коэффициентом преобразования преобразователя 20 осуществляется с неподвижной части с помощью ключей 8,9 и 10, при замыкании которых напряжение с источника 7 поступает на светодиоды 11,12. Оптические сигналы последних принимаются фотодиодами 17,18 на подвижной части и, в зависимости от комбинации замыкания ключей 8.9.10, с помощью элементов И 30-32 и инверторов импульсы подаются на вход счетчика 27, управляющего состоянием коммутатора 22, или на суммирующий или вычитающий вход реверсионного счетчика 26, управляющего коэффициентом преобразования преобразователя 20. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)$ G 01 1 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР Ын е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2J (21) 4761438/10 (22) 16.08.89 (46) 23,09.91. Бюл. М 35 (71) Гомельский политехнический институт (72) М.ЛЛЫишаков (53) 531.781(088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ ВАЛУ (57) Изобретение относится к измерительI ной технике и может быть использовано для измерения крутящегомомента на вращающемся валу. Целью издбретения является повышение точности. Сигнал с измерительного моста 21 преобразуется преобразователем 20 в длительность импульса, который с помощью светодиода 16 и фотодиода 4 передается на неподвижную часть устройства, где с помощью преобразователя 6 преобразуется в напряжение, пропорциональное измеряемой величине.

Начальный баланс измерительного моста. Ж „1679225 Al обеспечивается подключением через коммутатор 22 образцовых сопротивлений из набора 23. Задание рабочего диапазона измерения осуществляется регулировкои коэффициента преобразования преобразователя 20. При этом управление коммутатором 22 и коэффициентом преобразования преобразователя 20 осуществляется с неподвижной, части с помощью ключей 8,9 и 10, при замыкании которых напряжение с источника 7 поступает на светодиоды 11,12. Оптические сигналы последних принимаются фотодиодами 17,18 на подвижной части и, в зависимости от комбинации замыкания ключей 8,9,10, с помощью элементов И 30-32 и инверторов импульсы подаются на вход счетчика 27, управляющего состоянием коммутатора 22, или на суммирующий или вычитающий вход реверсионного счетчика 26, управляющего коэффициентом преобразования преобразователя 20. 1 ил.

1679225

40

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающемся валу.

Цель изобретения - повышение точности, Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема устройства.

Устройство для измерения момента на враща)ощемся валу содержит на неподвижной части источник 1 переменного тока с неподвижной обмоткой 2 вращающегося трансформатора 3, первый фотодиод 4, формирователь 5 импульсов, преобразователь 6 длительности импульсов в напряжение, источник 7 постоянного напряжения, три ключа 8 - 10, два светодиода 11 и 12, а на подвижной части выпрямитель 13 с подвижной обмоткой 14 вращающегося трансформатора 3, стабилизатор 15 напряжения, светодиод 16, два фотодиода 17 и

18, согласующий элемент 19, преобразователь 20 напряжения в длительность импульсов с регулируемым коэффициентом преобразования, измерительный мост 21, коммутатор 22 с набором 23 образцовых сопротивлений, два дешифратора 24 и 25, реверсивный счетчик 26, счетчик 27, два формирователя 28 и 29 импульсов, три элемента И 30-32 и инвертор 33.

Преобразователь 20 напряжения в длительность импульса включает в себя формирователь 34 импульсов и регулятор 35 коэффициента преобразования

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 переменного тока через обмотки 2 и 14 вращающегося трансформатора 3 подает переменное напряжение на подвижную часть устройства, установленную на валу, которое выпрямляется в выпрямителе 13, далее стабилизируется стабилизатором 15, к выходу которого подключены питающие цепи элементов подвижной части устройства. Измерительный мост 21 запитан от преобразователя 20, в котором напряжение на выходе измерительного моста преобразуется в длительность импульсов, которые через согласующий элемент 19 подаются на светодиод 16, вспышки которого принимаются на неподвижной части фотодиодом 4.

Далее формирователь 5 формирует импульсы, длина которых равна длительности импульсов преобразователя 20 и которые в преобразователе 6 преобразуются в выходное напряжение устройства, пропорциональное измеряемой величине крутящего момента.

По значению выходного напряжения преобразователя 6 делается вывод о необходимости изменения диапазона измерения. Если диапазон требуется расширить, замыкается ключ 10, затем замыкается и размыкается ключ 8, тем самым формируется импульс на светодиоде 11, который воспринимается фотодиодом 17 и через формирователь 28 импульсов и элемент И

31 поступает на первый вход реверсивного счетчика 26. Так как в это время формирователь 29 не работает. то на втором входе элемента И 30 и соответственно на его выходе будет логический "0", соответственно на выходе инвертора 33 будет логическая

"1", и импульс с формирователя 28 пройдет на первый вход реверсивного счетчика

26, после чего его выход, а значит, и выходы дешифратора 24 и регулятора 35 коэффициента преобразования поменяют свое состояние, изменив коэффициент преобразования формирователя 34.

Аналогично работает схема компенсации неинформативного напряжения измерительного моста 21. В этом случде замыкается ключ 10 и затем кратковременно замыкается ключ 9, после чего сформированный импульс с формирователя 28 через элемент И 32 поступает на вход счетчика

27, далее на соответствующем выходе дешифратора 25 появляется разрешающий уровень, под воздействием которого в коммутаторе 22 происходит подключение одного иэ образцовых резисторов набора 23 к плечу измерительного моста 21. При необходимости дальнейшей компенсации ключ 9 замыкают до тех пор, пока к плечу измерительного моста 21 не будет подключено требуемое образцовое сопротивление из набора.23.

Если требуется сузить диапазон измерения, то при разомкнутом ключе 10 замыкают ключи 8 и 9 и затем кратковременно замыкают ключ 10, посылая тем самым импульс на светодиоды 11 и 12, который воспринимается фотодиодами 17 и 18 и формирователями 26 и 29 импульсов соот-. ветственно. При появлении импульсов на выходах формирователей 28 и 29 появляется импульс на выходе элемента И 30, который подается на второй вход реверсивного счетчика 26, который устанавливается в состояние, соответствующее значению, на единицу меньшему по сравнению с предыдущим.Импульсы с формирователей 28 и

29 не поступят на вход счетчика 27 и первый вход реверсивного счетчика 26, поскольку в этот момент элементы И 31 и 32 блокированы состоянием логического "0" на выходе инвертора 33.

1679225

Составитель А, Амаханов

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Е. Папп

Заказ 3202 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство для измерения момента на вращающемся валу, содержащее на неподвижной части источник постоянного напряжения, последовательную цепочку из 5 первого фотодиода, первого формирователя импульсов и преобразователя длительности импульсов в напряжение, два светодиода и два ключа, первые входы которых подключены к соответствующим свето- 10 диодам, а вторые соединены между собой, а на подвижной части вала дополнительные светодиод, второй и третий фотодиоды, оптически связанные соответственно с первым фотодиодом и светодиодами на 15 неподвижной части, а также второй и третий формирователь импульсов, подключенные к соответствующим второму и третьему фотодиодам, два дешифратора, коммутатор с набором образцовых сопротивлений, 20 подключенных к его входам, измерительный мост, соединенный с выходом коммутатора, преобразователь напряжения в длительность импульсов с регулируемым коэффициентом преобразования, через 25 который измерительный мост соединен со светодиодом, первый и второй счетчики, первый из которых через первый дешифратор подключен к управляющему входу преобразователя напряжения в длительность импульсов, а второй - через второй дешифратор подключен к управляющему входу коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, неподвижная часть снабжена третьим ключом, один вход которого подключен к источнику постоянного напряжения,.а другой - к первым входам первого и второго ключей, а подвижная часть снабжена тремя элементами

И и инвертором, причем первый счетчик выполнен реверсивным и его первый вход подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов и к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к второму входу первого счетчика и через инвертор- к второму входу первого элемента И и к первому входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу второго счетчика, а второй вход - к выходу второго формирователя импульсов и к второму входу второго элемента И.