Устройство для измерения момента на вращающемся валу

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 01 1. 3/10 ПИСАН И РЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯМОМЕНТА НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ ВА 31 У, состоящее из подвижной и неподвижной частей, содержащее на неподвижной части источник переменного тока с неподвижной обмоткой вращающегося трансформатора и соединенные последовательно первый фотодиод, Формирователь импульса и преобразовательвремяимпульсных сигналов в напряжение, а на подвижной части - наборобразцовых сопротивлений и соединенные последовательно вращающуюсяобмотку вращающегося трансформатора,выпрямитель и стабилизатор, к выходу которого подключены цепи питанияФормирователя времяимпульсных сигналов в напряжение, вход которогосвязан с мостовой измерительнойцепью, а выходы через согласующийблок - со светодиодом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью по 801176188 вышения точности измерения, оноснабжено источником питания. светодиодов, цепью изменения коэффициента преобразования, содержащей первый ключ, второй светодиод, второйфотодиод, второй формирователь импульсов, первый счетчик, первый дешифратор и блок изменения коэффициента преобразования, и цепью балансировки мостовой измерительной цепи, состоящей из второго ключа,третьего светодиода, третьего Фотодиода, третьего Формирователя импульсов, второго счетчика, вторыхдешифратора и коммутатора, причемисточник питания светодиодов соответственно через первый и второйключи соединен с вторым и третьимдополнительными светодиодами, которые оптически связаны с вторым итретьим фотодиодами, выходы кото- .рых через второй и третий Формирователи импульсов и первый и второйсчетчики связаны со своими первыми вторым дешифраторами, причемпервый дешифратор соединен с блокомизменения коэффициента преобразования, а второй дешифратор подключенк коммутатору, через который наборобразцовых сопротивлений соединен смостовой измерительной цепью, 1 1Изобретение относится к измери-, тельной технике и может быть использовано для измерения значений Физи- ческой величины на вращающемся валу с помощью резистивных датчиков, например тензорезисторов.Цель изобретения - повышение точности измерения.На чертеже изображена схема устройства.Устройство состоит из источника 1 переменного тока, неподвижной 2 и вращающейся 3 обмоток вращающегося трансформатора, выпрямителя 4, стабилизатора 5, мостовой цепи 6, формирователя 7 времяимпульсных сигналов, согласующего блока 8, светодиода 9, Фотодиода 10, Формирователя 11 импульса, преобразователя 12 времяимпульсных сигналов в напряжение, блока 13 изменения коэффициента преобразования, первого дешифратора 14, первого счетчика 15, первого дополнительного Формирователя 16 импульса, первого дополнительного фотодиода 17, коммутатора 18, набора образцовых сопротивлений 19, второго дешифратора 20, второго. счетчика 21, второго дополнительного формирователя 22 импульсов, второго дополнительного фотодиода 23, первого ключа 24, первого дополнительного светодиода 25, второго ключа 26, второго дополнительного светодиода 27 и источника 28 питания светодио- дов.176188 1 О1520253035 26 ключи. Светодиоды установлены в непосредственной близости от поверхности вращающегося вала, в плоскостях вращения дополнительных фото- диодов 17 и 23; установленных на поверхности вращающегося вала, Пер,вый дополнительный Фотодиод 17 связан через первый дополнительный Формирователь 16 импульса с входом первого дешифратора 14, выходы которого соединены с входами блока 13 изменения коэффициента преобразования. Выходы блока 13 изменения:коэффициента преобразования связаны с соответствующими входами управления коэффициентом преобразования Формирователя 7 времяимпульсных сигналов. Второй фотодиод 23 через второй Формирователь 22 импульса связан с входом счетчика 21, выходы которого соединены с входами второго дешифратора 20, Выходы дешифратора 20 соединены с управляющими входами коммутатора 18, коммутирующие входы которого соединяют образцовые .сопротивления 19 с плечом мостовой цепи 6.Рассматривают работу устройства при разомкнутых ключах 24 и 26, От источника 1 переменного тока через неподвижную .2 и вращающуюся 3 обмотки вращающегося трансформатора на вал во время его вращения поступает напряжение питания, которое выпрямляется в выпрямителе 4 и стабилизируется для питания электронных блоков в стабилизаторе 5.Источник 1 переменного тока свя" зан с неподвижной 2 обмоткой вращающегося трансформатора, вращающаяся обмотка 3 которого соединена . 40 с выпрямителем 4. Стабилизатор 5 связан с цепями питания электронных блоков, установленных на вращающемся валу, К выходу и диагонали питания мостовой цепи 6, имеющей резис тивный датчик в плече, подключен формирователь 7 времяимпульсных сигналов, выход которого через согласующий блок 8 связан со светодиодом 9. Фотодиод 10 установлен вдоль 50 оси вращения соосно со светодиодом 9 и связан через формирователь 11 импульса с преобразователем 12 время- импульсных сигналов в напряжение. На неподвижной части источник 28 пита- %5 ния светодиодов соединен с первым и вторым дополнительными светодиода 1 ми 25 и 27 через первый 24 и второй Мостовая цепь 6 запитана от формирователя 7 времяимпульсных сигналов, и ее выходное напряжение преобразуется в нем во временной интервал действия импульса. Импульс, временной интервал которого Функционально связан с измеряемойвеличиной, передается на светодиод 9 через согласующий блок 8, и вспышки этого светодиода 9 принимаются на неподвижной части фотодиодом 10, Формирователь 11 импульса Формирует импульс, который соответствует подлительности импульсу Формирователя 7времяимпульсных сигналов. В преобразователе 12 времяимпульсных сигналовв напряжение происходит преобразование временного интервала входногоимпульса в напряжение, значение которого функционально связано с изме,ряемой величиной и является ее мерой.1176По значениям выходного напряжения преобразователя времяимпульсных сигналов в напряжение оператор делает вывод о необходимости расширения диапазона измерения в том случае, когда это напряжение превышает граничное значениеОператор замыкает первый ключ 24 на время, меньшее времени одного оборота вала в тот момент, когда вращающийся первый до О полнительный фотодиод 17 оказывается в зоне излучения неподвижного первого дополнительного светодиода 25, При этом на выходе первого дополнительного формирователя 16 импульса возникает импульс, который поступает на первый счетчик 15 и создает в последнем код, соответствующий единице. На выходе первого дешифратора 14, соответствующего этому коду, появля ется разрешающий уровень, который воздействует на соответствующий вход блока 13 изменения коэффициента преобразования, Выходной сигнал блока 13 изменяет на известную заранее ве личину коэффициент преобразования формирователя 7 времяимпульсных сигналов, В том случае, если выходное напряжение преобразователя 12 время- импульсных сигналов в напряжение меньше граничного значения напряжения линейного диапазона измерения, осуществляют измерение Физической величины с учетом нового диапазона измерения. Если выходное напряжение35 преобразователя 12 времяимпульсных сигналов в напряжение превышает граничное значение линейного диапазона, оператор вновь замыкает первый ключ 24 и кратковременно зажигает первый 4 О дополнительный светодиод 25 в тот момент, когда вращающийся первый дополнительный фотодиод 17 находится в зоне излучения светодиода 25. На первом счетчике 15 устанавливается код, соответствующий второму импульсу, по выходной шине первого дешифратора; соответствующей этому коду, появляется разрешающий уровень, воздействующий на соответствующий вход блока 13 изменения коэффициента преобразования, что приводит к следующему изменению коэффициента пре 188 4образования формирователя 7 на .известную величину,Если и при этом возникает необходимость переключить диапазон измерения,то операция замыкания первого ключа24 повторяется до тех пор, пока требуемый диапазон не установится. Таким образом, воздействуя кратковременными вспышками первого дополнительного светодиода 25 на первыйдополнительный фотодиод 17, устанавливается необходимый диапазон измерения. При необходимости компенсации неинформативного напряжения мостовой цепи 6, например, в случае изменения сопротивления резистивного датчика от температуры, оператор замыкает второй ключ 26 на время, меньшее времени одного оборота вала, в тот момент, когда вращающийся второй дополнительный Фотодиод 23 попадает в зону излучения второго дополнительного светодиода 27. При этом на выходе второго дополнительного форми.рователя 22 импульса появляется импульс, который записывается во второй счетчик 21, На соответствующем выходе дешифратора 20 появляется разрешающий уровень, под действием которого в коммутаторе 18 происходит подключение одного из образцовых резисторов 19 к плечу мостовой цепи 6, и за счет этого происходит компенсация выходного напряжения мостовой цепи 6. При необходимости дальнейшей компенсации неинформативного напряжения мостовой цепи 6 происходит повторное замыкание второго ключа 26 указанным способом, и за счет записи второго импульса во второй счетчик 21 происходит подключение посредством коммутатора 18 другого, образцового сопротивления 19 параллельно плечу мостовой цепи 6. Таким образом, посылая щчпульсы с второго дополнительного светодиода 27 на вращающийся второй дополнительный Фотодиод 23, оператор подключает требуемое для компенсации образцовое сопротивление 19 в плечо мостовой цепи.1176188 Составитель А.ПашковТехред Ж. Кастелевич Корректор Л,Беск Е.Коп да аказ 5334/41 Тираж 897 Подписно ВНИИПИ Государственного комите 11303 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 делам изобретений и от Москва, Ж, Раушская та СССРытийаб., д.