Устройство для измерения мощности

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК з(5 р С 01 Е 3/24 БРЕТЕНИЬСТВУ с.:Ць.Д 7 . ПИСАНИЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ РСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Пензенский политехнический институт(56) 1; Авторское свидетельство СССР В 532772, кл. С 01 1. 3/24, .1975.2. Авторское свидетельство СССР 9 696315, кл, С 01 Е 3/24, 1978 (прототип) .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ, содержащее датчик частоты вращения вала, датчик крутящего момента, широкополосный умножитель частоты, элемент И, триггер и два счетчика, вход одного из которых подключен к выходу элемента И, один вход которого подключен к выходу триггера, а второй - к выходу широкополосного умножителя частоты, вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения вала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния нестабильности широкополосного умножителя частоты, в него введены дифференцирующая цепочка, элемент НЕ, схема сравнения и пять дополнительных элементов И, при этом один счетчик снабжен дополнительным входом, а триггер - дополнительным выходом, который подЯО 1113691 ключен к одному входу одного дополнительного элемента И и к одному входу схемы сравнения, выход которой подключен к одному входу второгодополнительного элемента И, выход которого подключен к второму входу схемы сравнения, к одному входу второго счетчика и к выходу одного дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к выходу ши-. рокополосного умножителя частоты, к второму входу второго дополнительного элемента И, к третьему входу которого подключен один вход третьего дополнительного элемента И, и к выходу элемента НЕ, вход которого подключен к выходу датчика крутящего момента, к третьему входу одного дополнительного элемента И, к одним входам четвертого и пятого дополнительных элементов И, а также через дифференцирующую цепочку - к одному входу триггера, второй вход которого подключен к второму входу четвертого дополнительного элемента И, к выходу датчика частоты вращения вала и к второму входу пятого дополнительного элемента И, выход которого подключен к второму входу второго счетчика, выход которого подключен к второму входу третьего дополнительного элемента И, выход которого подключен к входу одного счетчика, дополнительный вход которого подключен к выходу четвертого дополнительного элемента И.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности, передаваемой вращающимся валом.Известно устройство для измерения мощности, содержащее датчик частоты вращения вала, датчик момента, элемент И, триггер и счетчик 13.Устройство не обеспечивает требуемой точности измерения. ОНаиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения мощности, содержащее датчик частоты вращения вала, датчик крутящего момента, широ кополосный умножитель частоты, элемент И, триггер и два счетчика, вход одного из которых подключен к выходу элемента И, один вход которого подключен к выходу триггера, а второй - 2 О к выходу широкополосного умножителя частоты, выход которого подключен к выходу датчика частоты вращения вала 2.Однако это устройство также не 25 обеспечивает необходимой точности измерения вследствие высокой погрешности широкополосного умножителя частоты.Цель изобретения - повышение точ- ЗО ности за счет уменьшения влияния нестабильности широкополосного умножителя частоты.Указанная цель достигается тем, что В устройство для измерения мощ ности, содержащее датчик частоты вращения вала, датчик крутящего, момента, широкополосный умножитель частоты, элемент И, триггер и два счетчика, вход одного из которых подключен к выходу элемента И, один вход которого подключен к выходу триггера, а второй - к выходу широкополосного умножителя частоты, вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения вала, введены дифференцирующая цепочка, элемент НЕ, схема сравнения и пять дополнительных элементов И, при этом один счетчикснабжен дополнительным входом, а триггер - дополнительным выходом, который подключен к одному входу одного дополнительного элемента И и к одному входу схемы сравнения, выход которой подключен к одному входу второго дополнительного эле 55 мента И, выход которого подключен к второму входу схемы сравнения, к одному входу второго счетчика и к выходу одного дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к выходу широкополосного умножнтеля частоты и второму входу второго дополнительного элемента И, к третьему входу которого подключен один вход третьего дополнительного элемента И, и к вьмоду элемента НЕ, вход которого подключен к выходу датчика крутящего. момента, к третьему входу одного дополнительного элемента И, к одним входам четвертого и пятого дополнительных элементов И, а также через дифференцирующую цепочку - к одному входу триггера, второй вход которого подключен к второму входу четвертого дополнительного элемента И, к выходу датчика частоты вращения вала и второму входу пятого дополнительного элемента И, вьмод которого подключен к вто - рому входу второго счетчика, выход которого подключен к второму входу третьего дополнительного элемента И, выход которого подключен к входу одного счетчика, дополнительный вход которого подключен к выходу четвертого дополнительного элемента И,На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - графики сигналов.Устройство для измерения мощности содержит датчик крутящего момента 1, датчик частоты вращения вала 2, широкополосный умножитель частоты 3, триггер 4, дифференцирующую цепочку 5, логическую схему 6, основной счетчик 7, дополнительный счетчик 8, элементы И 9 - 13. Логическая схема 6 включает в себя элемент НЕ 14, элемент И 15 и схему сравнения 16.Датчик крутящего момента 1 подключен к входу элемента НЕ 14, к одним входамэлементов И 9, 11 и 12, а также через дифференцирующую цепочку 5 к одному входу триггера 4, второй вход которого подключен к вторым входам элементов И 9 и 11, к выходу датчика частоты .вращения вала 2 и входу широкополосного умно- жителя частоты 3, выход которого подключен к одним входам элементов И 10 и 15.и второму входу элемента И 12, третий вход которого подключен к одному входу схемы сравнения 16 и одному выходу триггера 4второй выход которого подключен к второму3 11136 входу элемента И 10, выход которого подключен к выходу элемента И 13 и младшему разряду основного счетчикак второму разряду которого подключен выход элемента И 9.5Выход элемента И 11 подключен к установочному входу дополнительного счетчика 8, счетный вход которого подключен к выходу элементов И 12 и 15,а также второму входу схемы срав- . 10 нения 16, выход которой подключен к второму входу элемента И 15, третий вход которой подклюяен к выходу элемента НЕ 14 и к одному входу элемента И 13, к второму входу кото рого подключен выход дополнительного счетчика 8.Устройство для измерения крутящего момента работает следующим образом. 20При появлении на выходе датчика крутящего момента 1 импульса, период следования которого пропорционален значению крутящего момента, на пер - вых входах элементов И 9, 11 и 1225 устанавливается уровень 1". Передним фронтом импульса с датчика кру. тящего момента через дифференцирующуюцепочку 5 триггер 4 устанавливается в единичное положение по выходу, связанному с элементом И 10. При этом на младший разряд основного счетчика 7 поступают импульсы с широкополосного умножителя частоты 3. Частота 1 этих импульсов больше 35 частоты следования импульсов с дат - чика частоты вращения вала 2 в о раз (в данном случае о = 10), Эти импульсы поступают на вход основного счетчика 7 до тех пор, пока не по явится первый (после появления импульса с датчика крутящего момента 1) импульс с датчика частоты вращения вавала 2 Этот импульс опрокидывает триггер 4, и элемент И 10 прекращает 45 прохождение импульсов на младший разряд основного счетчика 7. Этот импульс, а также все последующие импульсы с датчика частоты вращения вала 2, совпадающие по времени с им пульсом датчика крутящего момента 1, через элемент И 9 поступают на старшие разряды основного счетчика 7. После опрокидывания триггера 4 открывается элемент И 12 и импульсы с 55/ 91 4широкополосного умножителя частоты 3 поступают на вход дополнительного счетчика 8, содержимое которого сбрасывается на ноль через элемент И 11 каждым последующим импульсом с датчика частоты вращения вала 2, совпадающим по времени с импульсом датчика крутящего момента 1. После прекращения действия импульса датчика крутящего момента 1 в дополниЭ тельном счетчике 8 фиксируется какоето число (в пределах десяти). В этот же момент на выходе элемента НЕ 14 устанавливается "1" и импульсы с широкополосного умножителя частоты 3 через элемент И 15 поступают на вход дополнительного счетчика 8, Всего поступает десять импульсов. На десятом импульсе срабатывает схема сравнения 16, на ее выходе устанавливается уровень "0", и элемент . И 15 закрывается. При этом из дополнительного счетчика 8 в младший разряд основного счетчика 7 через элемент И 13 перезаписывается число, дополняющее содержимое дополнительного счетчика 8 до десяти. В результате в основном счетчике 7 фиксируется число, несущее информацию о величине мощностиК=100+ и+ и2 ргде К - число, пропорциональноемощности,.И - число импульсов датчикачастоты вращения вала 2,совпавшее по времени симпульсом датчика крутящего момента 1;пи и - количество импульсов сширокополосного умножителя частоты, сосчитанныхсоответственно за моментывремени ай и а 1 (см.фиг. 2) .Следовательно, погрешность широкополосного умножителя частоты сказывается только на точности счета П 4 И П. Таким образом, изобретение позволяет повысить точность измерения мощности путем уменьшения влияния погрешности широкополосного умножителя частоты.. Редактор к одписное омитета ССоткрытий 5 ская наб.,ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ил каз 6609/35 ВНИИ по 113035Тираж 822 Государственного елам изобретений и Москва, Ж, Рауш