Измеритель мощности

 

Союз Советских

Социалистических

Республик iii 711389 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 01.08.77(21) 2510587/18-10 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень Ж 3

Дата опубликования описания 28.01.80 (51) М. Кл. (л 01 4 3/24

3Ъоудярстввииый комитет

СССР ио девам изобретений и открытий (5З) УЛК 531 781 (088.8) В. A. Гончарук, О. M. Дерфель, В. B. Дубровский и Э. А. Курбатов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЩЬ МОШНОСТИ

Изобретение относится к области конгрольно-измерительной техники и предназначено для измерения мощности, передаваемой врашаюшимися валами.

Известен измеритель мощности, пере5 даваемой врашаюшимися валами, содержаший измеритель деформации, связанный с генератором, счетчик измерения деформации и результата, логические схемы, не обеспечивает требуемой точности измерето ния мошнос ги (1)

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель мощностей, содержаший фазовый измеригель деформации, соединенный через пер35 .вую логическую схему с входами реверсивного счегчика измерения деформации,. измеритель скорости врашения вала, связанный через вторую логическую схему с входом счетчика результата, схему управления, подключенную своими режимными выходами к входам обеих логических схем, задающий генератор, подключенный к синхронизируюшим входам схемы управления н обеих логических схем, а также анализаторы О, связанные своими входами с выходами соогветствуюших счетчиков, а выходами — с входами схемы управления.

К недостаткам известного измерителя относится низкая точность измерения мошносги.

11елью изобретения является повышение точности измерения мошносги.

Указанная цель достигается эа счет гого, что в него введены два блока внесения усгавок, выходы каждого из которых соединены соответственно с разрядными входами счетчика измерения деформации и счетчика результата, а входы указанных блоков внесения усгавок подключены к командному выходу схемы управленияия.

На чертеже представлен предлагаемый измеритель мошносгей, состоящий из фазового измерителя деформации 1, измерителя скорости врашеиия вала 2. высоко— частотного задавшего геншера гора 3, схе71138. ак как получим мы управления 4, первых и вторых логических схем 5 и 6, реверсивн го счетчика 7 измерения деформации, счетчика 8 результата, блоков внесения уставок 9 и

10, анализаторов "0 11 и 12.

Выход фазового измерителя .деформации 1 соединен с измерительным входом первой логической схемы 5, а выход измерителя скорости 2 связан с измерительным входом второй логической схемы

6. Выход задающего генератора 3 подключен к синхронизируюшим входам схемы управления 4 и логических схем 5 и 6.

Первый и второй режимные выходы схемы управления 4 связаны соответственно с первыми и вторьгми режимными входами логических схем 5 и 6. Первый и второй выходы первой логической схемы 5 соединены соответственно с суммирующим и вычитаюшим входами счетчика 7. Выход второй логической схемы 6 подключен к входу счетчика 8. Разрядные входы счетчиков

7 и 8 связаны с выходами своих блоков внесения ус тавок 9 и 10, входы которых подключены к командному выходу схемы управления 4, Выходы счетчиков

7 и 8 через свои анализаторы "О ll u

12 связаны с первым и вторым командными входами схемы управления 4. На выходе фазового измерителя деформации

1 формируются импульсные сигналы, длительность которых Т пропорциональна отношению угла закручивания сечений при передаче валом крутяшего момента М рк угловой скорости вращения вала Щ. Эти сигналы поступают на измерительный вход логической схемы 5. В первом режиме на первых режимных входах логических схем 5 и 6 с выхода схемы управления

4 формируется разрешающий потенциал.

При атом первой логической схемой 5 с помошью сигналов or задающего генератора 3 (период следования которых Т „) каждый период @7 преобразуется в йачку импульсов с количеством ьТ (1) сч

Эти сигналы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, где производится накопление всех пачек импульсов за весь интервал измерения Tr,>+Интервал измерения формируется счетчиком 8 путем накопления до переполнения синхрони зируюших импульсов задающего генератора 3, поступающих в первом режиме через вторую логическую схему 6.

Cg 4

Время измерения будет равно:

T„„, =C Т,„, (2) где С Е вЂ” число импульсов, подсчитываемых счетчиком 8. Так как период следования каждой пачки импульсов > Д равен периоду следования сигналов измерителя скорости врашения вала 2 (Тон), ro число импульсов, зафиксированное счетчиком

7 будет равно> Т

ИЪМ

Л =>>>1 —. ою (3)

Учитывая выражения (1) и (2), получим и= об (4)

Сигнал переполнения счегчика 8 через анализатор "О" 12 поступает на второй командный вход схемы управления 4.

При этом происходит переключение раз решаюшего потенциала на второй режимный выход схемы управления 4, в резульгаге чего прекрашается счет пачек д,И в счетчике 7, и первая логическая схема

5 подключает к его вычитаюшему входу сигналы, следующие от. задающего генератора 3, а вторая логическая схема 6 вместо сигналов Тсч подключает к входу счетчика 8 сигналы, следующие or измерителя скорости 2, с периодом Тоб

Время отсчета импульсов в счетчике 7 до его обнуления составит И T, а число импульсов, зафиксированное при этом счетчиком 8, будет равно

И1Тсц

>>= —.

Tîü (5)

C учетом выражения (4):

ЬТТ

hT=k (7) д> 2

Т = 1 (9)

os ц где g, К вЂ” коаффициенты пропорциональ2 ности, то резульrar измерения может быть представлен

М к р LJLP

»= К„св — кт— (9)

Так как мошность, передаваемая валом, равна: P=IAg,p&y (10)

k„C

Го > принимая l - )4, г

3 (11) откуда следует, что полученное в счетчи711389

На выражения (7) следует, что при

oQHHaKoBb1x М р и различие т и

zT

I и в различных валах определяется различием коэф ициента К . !

Таким образом, для получения однозначного резульrara о величине передаваемой различными валами мощности Н при одинаковых значениях М и (В из выражения (9) следует, что йз-за разбросов величины k< для различных экземпляров валов необходимо соответствующее изменение Cg для сохранения постоянства величины произведения К С .

Это изменение числа импульсов Сц, подсчитываемых в счетчике 8, возможно реализовать в измерителе путем предварительного внесения в счетчик 8 с помощью блока внесения уставок 10 определенного

ЗО .значения уставки, которое определяется по результатам тарировочныхиспытаний.

A®Cg

То 6

Это значение ошибки в предлагаемом устройстве может быть достаточно просro определено при отсутствии нагрузки на валу (r.е. при нулевом значении МИр и, следовательно, при ЬТр = О ), так как в этом случае из выражения (13) следует, что число импульсов, зафиксированное счетчиком 7, .будет равно йЛ Gg

n =» (ФР

1 тоБ

ro есть число, соответствующее величине ошибки начальной установки датчиков деформации.

Ошибки от различия жесткости валов и неточности начальной осевой установки датчиков возникают в связи с тем, что угол скручивания сечений пропорционален М р ., ro есть (1g) 55 где Д вЂ” коэффициент про порциональв ности, зависящей or модуля у пругос ти материала вала

35 ке 8 число импульсов пропорционально мощности, передав ае ма и вало м.

О писанныи порядок работы ycrpoAcraa соответствует функционированию измерителя мощности аналогично прототипу при условии отсутствия погрешностей, определяемых неточностью начальной установки датчиков деформации и различием жесткостей валов у различных агрегатов.

Неточность начальной установки garчиков по углу приводит к тому, что измеряемое значение сдвига фаэ ЬТ отличается or реального 6Тр на некоторую величину д С и будет равно

hT= bT +, (° (12)

В этом случае, подставив. (12) в (4), получим, что число импульсов, зафиксированное счетчиком 7, будет равно !

ЛрСцЬ ССц (13)

Об об где второе слагаемое является ошибкой, определяемой неточностью начальной установки датчиков деформации по углу.

Коррекция этой ошибки в предлагаемом устройстве может быть осуществлена путем предварительного внесения до начала измерения с помощью вводимого в усгройство блока внесения уставки 9 в счетчик 7 уставки, величина которой равна дополнительному коду or значения ошибки

6 (жесткости), расстояния между сечениями и полярного момента инерции вала.

Так как временный сдвиг фаэ датчиков деформации 6, Г пропорционален углу скручивания, то отличия углов скручивания в различных валах (d. и сК ) приво1 дят к соответствующему различию временных сдвигов Ь Г(и Т2 о

Формула изобре гения

Измеритель мощности, содержащий фазовый измеритель деформации, соединенный через первую логическую схему с входами реверсивного счетчика измерения деформации, измеритель скорости вращения вала, связанный через вторую логическую схему с входом счетчика результата, схему управления, подключенную своими режимными выходами к входам обеих логических схем, задающий генератор, подключенный к синхронизируюшим входам схемы управления и обеих логических схем, а также анализаторы "О", связанные своими входами с выходами соответствующих счет чиков, а выходами — с входами схемы управления, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два блока внесения у тавок, выходы каждого из ко» торых соединены соответственно с разрядными входами счетчика измерения деформации и счетчика результата, а входы указанных блоков внесения усгавок поа7 11389

Составитель В. Новиков

Техред M. Кепемеш Коррек гор IO. Макаренко

Редактор Л. Бибер

Заказ 8997/27 Тираж 1019 Подписное

Ш!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ключены к командному выходу схемы упр авлени я.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 315697, кл. С» 01 Ь 3/10, 1964.

2. Патент США % 3640131, кл. 73-14 1, 1969 (прототип).