Фотоэлектрическое устройство для измерения крутящего момента

 

(72) Авторы изобретения

И.А. Шваб и С.Ф. Шваб (7l) заявители (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ

КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

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

По основному авт. св. ¹ 409096 известно фотоэлектрическое устройство для измерения крутящего момента, ко в торое содержит два фотоэлектрических преобразователя, дисковые растровые решетки которых связаны с концами базового участка упругого вала, причем фотоприемник первого фотоэлектрического преобразователя связан через усилитель с источником излучения второго фотоэлектрического преобразователя, фотоприемник которого через детектор соединен с регистрирующим уст1% ройством (1 ).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная влиянием нестабильнос20 ти, а также неидентичностью изготовления и установки растровых решеток.

Цель изобретения — повышение точ-. ности измерения.

Указанная цель достигается за счет того, что устройство снабжено регулируемым генератором опорной частоты, схемой сравнения,,дополнительным детектором и сумматором, при этом выход генератора связан с источником излучения первого фотоэлектрического преобразователя и с одним входом схемы сравнения, другой вход которой связан с выходом усилителя, а выход через дополнительный детектор — с первым входом сумматора, второй вход которого связан с выходом основного детектора, а выход — с регистрирующим устройством.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Фотоэлектрическое устройство для измерения крутящего момента содержит два фотоэлектрических преобразователя

1 и 2, выполненных в виде источников

3 и 4 излучения на основе светоизлучающих диодов, оптических систем 5 и

6, дисковых 7 и 8 и секторных 9 и 10

4 относительно секторной решетки 10 и световые импульсы, излучаемые источ- ником 4 поступают на фотоприемник 12.

Затем сигнал фотоприемника 12 подается на детектор 16, в котором выделяется сигнал, пропорциональный величине угла закручивания вала, т.е., крутящему моменту. Выходной сигнал детектора

16 подается на второй вход сумматора

19. При неизменной скорости вращения вала 13 на первый вход сумматора 19 сигнал от схемы 17 сравнения не поступает, так как в ней сравниваются сигналы одинаковой частоты, поступающие от генератора 14 и усилителя 15.

Поэтому выходной сигнал детектора 16 через сумматор 19 без изменения посту пает на регистрирующий прибор 20.

Если же происходит изменение скорости вращения вала 13, то на выходе схемы 17 сравнения появляется сигнал, пропорциональный этому изменению.

Этот сигнал. после прохождения детекто - ра 18 поступает на первый вход сумматора 19. Одновременно с этим на выходе детектора 16 появляется сигнал, пропорциональный как изменению скорости вращения, так и крутящему моменту. Сигналы, поступающие от детектора 18 и детектора 16, вычитаются в сумматоре 19 и на его выходе появляется сигнал, пропорциональный только крутящему моменту, Величина этого сигнала не зависит от скорости враще-. ния вала 13. Аналогично компенсируются и погрешности от изменения амплитуды световых импульсов, излучаемых источниками 3 и 4 излучения, а также от ассиметрии Положения измерительного.сопряжения растровых решеток 7 и

9 и 8 и 10.

Формула изобретения

1 растровых решеток и фотоприемников .11 и 12. Дисковые решетки 7 и 8 жест- ко закреплены на концах базового участ-. ка упругого вала 13., а секторные ре-. .шетки 9 и 10 установлены по отношению к нему неподвижно. При этом секторная решетка 10 фотоэлектрического преобра-. зователя 2 смещена по отношению к такой же решетке 9 фотоэлектрического преобразователя l.на половину их углово- >0

«го шага.Все решетки изготовлены идентич. ными,,т.е.. с одинаковыми числом штрихов, размерами зрачков и шагом.

Источник 3 излучения первого фотоэлектрического преобразователя соединей с выходом генератора 14 регулируемой частоты, а источник 4 излучения через усилитель 15 связан с фотоприемником 11. Выход фотоприемника 12 подключен к основному детектору 16. Один

20 из входов схемы 17 сравнения соединен с выходом генератора 14, а другой — с выходом усилителя 15. Выход схемы 17 сравнения через дополнительный детектор 18 связан с первым вхо25 дом сумматора 19 второй вход которого связан с выходом детектора 16, а выход — с регистрирующим устройством

20.

Перед измерением частота выходного напряжения генератора опорной частоты 14 устанавливается равной частоте перекрытия штрихов растровых решеток 7 и 9.

Устройство работает следующим образом.

Световые импульсы, излучаемые источником 3 излучения, направляются оптической системой 5 на измерительное сопряжение растровых решеток 40

7 и 9 фотоэлектрического преобразова1 теля 1. Так как частота световых импульсов равна частоте перекрытия штрихов растровых решеток 7 и 9, то они проходят решетки и поступают на:фотоприемник 11. Переменный выходной сигнал фотоприемника 11 усили вается усилителем 15 и поступает на

1 источник 4 излучения фотоэлектрического преобразователя 2 и на один из входов схемы 17 сравнения, Поскаль

icy секторная решетка 10 смещена отноl сительно такой же решетке 9 на половину их шага, то при нулевом угле

° закручивания вала 13, т.е. при отсутСтвии крутящего момента, на фотоприемник,12 световые импульсы не паступают. Когда же действует крутящий мо.мент, дисковая решетка 8 смещается

Использование устройства позволяет повысить точность измерения за счет исключения погрешностей из-за нестабильности скорости вращения вала и источников излучения, а также из-за неидентичности изготовления и установки растровых решеток.

Фотоэлектрическое устройство для измерения крутящего момента по авт. св. У.409096, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено регулируемым генератором опорной частоты, 1схемой сравнения, дополнительным де877370

Составитель Г. Целибеев

Редактор С. Крупенина Техред А. Ач Ко ектор И. Шароши рр р

Заказ 9602/65 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035 Москва И-35 Раушская наб.д д. 4/5

1 Э 2

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, тектором и сумматором, при этом—

1 выход генератора связан с источником излучения первого фотоэлектрического преобразователя и с одним входом схемы сравнения, другой вход которой связан с выходом усилителя, а выход . через дополнительный детектор — с первым входом сумматора, второй вход которого связан с выходом основного детектора, а выход с регистрирующий устройством.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

У 409096, кл. G 01 1. 3/12, 28.06 ° 7I.