Фотоэлектрический динамометр момента вращения

 

GANCAIHME

ИЗОБРЕТЕНИЯ (!!)73т325

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву 569883 (22) Заявлено 13.09.78 (21) 2663043/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень ¹ 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (51) М. Кл. -

6 01L 3/12

Государственный комитет (53) УДК 531.781 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Л. М. Духовный, К. Ю. Скибневский, С. Д. Трифонов и М. А. Валвас

Государственный всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР МОМЕНТА

ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано для измерения моментов вращения на валах.

По основному авт. св. № 569883 известен фотоэлектрический динамометр момента вращения. Этот дпнамометр содержит установленные на валу два растровых диска с секторными щелями и заслонками, размещенные по разные стороны от дисков фотоприемник и источник света, измерительную цепь, содержащую блок сравнения, выполненный из последовательно соединенных дифференцирующей цепочки, ограничителя и триггера, и регистратор .(1). 15

Недостатком такого динамометра является низкая точность измерения, обусловленная возможными сбоями состояний триггера измерительной цепи при включении схемы и при наличии помех в оптическом тракте или в сети питания.

Цель изобретения — повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что один из растровых дисков снабжен рядом равномерно расположенных по окружности вспомогательных отверстий, число которых кратно числу щелей диска, а па радиусе вспомогательных отверстий дополнительно установлены размещенные по разные стороны этого диска источник света и фотопрпсмнпк, выход которого через дополнительные последовательно соедш(снные усилитель, дпфферснцпрующую цепочку II Ограничитель подключен к Одном пз входов триггера измерительной цепи.

Функциональная схема предлагаемого дпнамомстра представлена на чертеже.

Фотоэлектрпческ(гй дпнамомстр момента вращения содержит два идентичных дисковых растра 1 и 2 с угловой шириной непрозр ачньlх сеl торов 3ас 10нок, j!:)))íÎ!I полов)1не угловой ширины прозрачных секторных щелей, сопряженных с закручпваемым ва;I0ivl 3 с помощью фланцев 4 и 5, закрепленных на базовой длине 1.

Один из растров снабжен допол пггсльным рядом вспомогательных отверстий 6, РаВНОМЕРНО РаСПОЛОжСННЫХ ПО ОКРУжНОС(И, причем число таких отверстий кратно чпслу щелей растра, но не превышает его. С одной стороны растров помещены !le (> l)!)lкп света 7 и 8, с другой — фотоприемники

9 и 10. Спгна )bl с фотоприемников 9 Il 10 ус!)л пваются ) l Огр аппчп в!1)Отся по и !1кснмуму и минимуму усилителями-огранпчитслямп 11 и 12, дифференцируются блоками

13 и 14 )! огpa)1!) )))»;))olcs(с одной стороны

731325 до нулевого значения напря кения ограничителями 15, 16 и 17.

Продифференцированпые импульсы одIIOIl 1fO,tl5I1)lIOC I ll C 8I>IXO)OI3 oI р ни1 1итслсЙ 15 и 16 измерительного канала (блоки 10, 11 и 13) подаются на входы схемы сравнения, выполненной в виде триггера 18. Одновременно на один из входов того )кс триггера подаются продифференцировянныс имиул ьсы такой же полярности с выхода ограничителя 17 опорного канала (блоки 9, 12, 14). К выходам триггера 18 через интегрирующие цепочки 19 и 20 подклю lcrl элсктроязмеритсльный прибор, например цифровой вольтметр 21. 13

Дипамометр работает слс;1уrolljIIM образом.

Растры 1 и 2 в исходном поло)кении устанавливаются так, чтобы осн симметрии непрозрачных заслонок одного растра были 2я совмещены с осями щелей другого растра.

При вращении вала 3 на фотопрнем1шке 10 образуется последовательность равномерно чередующихся через опрсделенные интервалы времени четных н нечетных импульсов, длительность которых пропорциоиальIla угловой ширине соотвстствующих щелей сопряженных растров.

Усиленные по напряжспшо и огряиичснныс Ilo максимуму и минимуму усилитс- 30 лем-ограничителем 11 импульсы дифференцируются дифференцирующей цепочкой 13.

Импульсам отрицательной полярности 113 выходе дифференцнрующей цепочки 13 ири этом соответствует момент перекрытия све- 33 тового потока передними кромками непрозрачных секторов обоих растров, импульсам положительной полярности — момент прохождения задними кромками этих же секторов пространства между источником 4О света 8 н фотоприемником 10. Интервалам времени между импульсами одной полярности па выходах ограничителей 15 и 16 в таком случае соответствуют два значения, пропорциональные угловой ширине соотвстству1ощих прозрятн1ых ус111стков cor11)5rmelrных растров.

Прн подаче на вход триггера 18 последовательности импульсов, интервалы меж- 5О ду которыми равномерно чередуются в зависимости от угловых размеров щелей, величина напряжения на обоих выходах триггера будет определяться соотношением угловых размеров соседних щелей сопряженных растров, т. е. величиной крутящсго момента на валу. Разность напряжений на выходах триггера 18, пропорциональная угловому смещению растров, фиксируется электроизмерптельным прибором 21, напри- 6о мер цифровым вольтметром, подключенным к триггеру через интегрирующие цепочки

19 и 20, При этом скорость вращения вала практически не сказывается на результатах измерения крутящего момента.

Опорный канал, содержащий усилительо1ряни штсль 12, диффсрснцирующую цепочку 14 н ограни 1и) ель продифференциров;шных импульсов 17, отрабатывает сигнал с фотоприсмш1ка 9 аналогично измерительному каналу. Однако продиффсренцировяииыс и огряничс1шыс импульсы одной полярности после or ðàíè÷èòåëÿ 17 подаются только на один нз входов триггера 18.

Частота следования таких импульсов крат1ья частоте измерительных импульсов II не зависит от углового скручивгпшя растров.

Если опорные импульсы поступают на вход триггера 18 в фазе с измерительным сигналом, состояние триггера не меняется, если в противофазе — трип ер опрокидывается. Тем самым устраняется неопределенность запуска триггсра измерительными импульсами, т. е. обеспечивается однозначное соответствие между фазой измерительного сигнала, образованного двумя импульсами разной длительности (за время одного периода), и исходным состоянием триггер а.

В зависимости от числа вспомогательных отверстий растра (но обязательно кратного числу щелей растра) указанное соответствие корректируется либо в течение каждого периода колебаний (при числе вспомогательных отверстий, равном числу щелей растра), либо за несколько периодов, либо за время одного оборота растров (при наличии только одного вспомогательного отверстия). С точки зрения уменьшения времени релаксационных процессов в схеме сравнения и повышения стабильности ее работы оптимальным является число вспомогятелы|ых отверстий, равное числу щелей растра.

Ф ор мул я изобретения

Фотоэлектрический дииамометр момента вращеш)я ио авт. св, № 569883, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, один из растровых дисков сиаб)ксн рядом раи1омерно расположенных по окружности вспомогательных отверстий, число которых кратно числу щелей диска, а на радиусе окружности вспомогательных отверстий доно.шнтельно установлены размещенные по разные стороны этого диска источник света и фотоприемник, выход которого через дополнительные последовательно сосдинеш1ые усилитель, дифференцирующую цепочку и ограничитель подключен к одному из входов триггера измерительной цепи.

Источники ш1 форм аци и, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 569883, кл. Ci 011 3/12, 1975.

731325

® Б

Составитель Г. Целибеев

Корректор О. Тюрина

Редактор T. Рыбалова

Текред А, Кагиып:никова

Типорафия, пр. Сапунова, 2

Заказ 768/16 Изд. М 297 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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