Сигнализатор загрузки двигателя

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК аЮ 1 а) 1)4 С 01 Е 23 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СССР1982,ССР1983(54) СИГ (57) Изо тельной 1 ЛЛИЗЛТОР ЗАГРУЗКИ ретение относится ехнике и может быт я контроля загрузк еимущественно трак в электрической с лучай использовани ИГЛТЕЛЯ измерписполи дзига зовапо леи, я это орных еме р мотре восьми ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Лвторское свидетельствР 934263, кл, Ь О 1 1 23/22,Лвторское свидетельствоР 1006954,кл. С 01 . 23/08,разрядного двоичного счетчика, имеющего раздельные входы прямого и обратного счета, напряжение уровня логической единицы должно быть поданопри прямогг счете на вход обратногосчета, а прн обратном счете - на входпрямого счета. В схеме предусмотрена индикация трех уровней заполнениясчетного элемента, соответствуищихнагрузке двигателя, оптимальной загрузке и перегрузке. Устройство содержит задатчик 2 опорного напряжения,сумматор 3, формирователь 4 импульсов и реверснвный счетный элемент 5,связанные между собой таким образом,что это позволяет гтовысить точностьопределения загрузки двигателя. 2 ил..12166 Изобретение относится к измери-.тельной технике и может быть использовано для контроля загрузки двигателей, преимущественно тракторных.Цель изобретения - повышение точности определения загрузки двигателя.На Аиг,1 представлена Функциональная схема устройства; на Фиг.2 -принципиальная электрическая схемаустройства,Б электрической схеме рассмотренслучай использования восьмиразрядного двоичного счетчика, имеющего разделительные входы прямогои обратного счета, отличающегося тем, что напряжение уровнялогической единицы должно быть подано при прямом счете на вход обратного счета, а при обратном счетепа вход прямого счета (интегральныемикросхемы серий К 155 и К 555) . Бсхеме предусмотрена индикация трехуровней заполнения счетного элемента, соответствующих недогрузке двигателя, оптнмальпой загрузке и перегрузке.Устройство содержит электроконтактный датчик 1, задатчик 2 опорного напряжения, сумматор 3, формирователь 4 импульсов, реверсивный счетный элемент 5 и сигналпзирующийиндикатор 6, Сумматор 3 реализован резисторами 7 и 8. формирователь 4 импульсов образован цепочкой,включающей операционные усилители9-11, резисторы 12"25, конденсато"ры 26 и 27, диоды 28-32, стабигитроны ЗЗ. Счетный элемент 5 состоит из реверсивного счетчика 36, цепочки доформирования сигналов уровня логической единицы нз логичес"ких элементах 37-41 (соответственноНЕ, два И и два ИЛИ), резистора 42.Српнализпрующий индикатор 6 содержит логические элементы 43-45( соответственно ИЛИ-НЕ, И и ИЛИ-НЕи три сигнальные лампы, па которыедаются сигналы Нф Цр "вЭлектроконтактный датчик состоитиз двух контактов, один из которыхустановлен па рейке топливных насосов, а другой - на ограничителе по"дачи, причем один из контактов должен быть изолирован от корпуса, Бы"ходной сигнал электроконтактного датФчика Ц должен иметь положительО15204550 55 88ьную полярность и по величине должен быть на уровне логической единицы. Сигнал задатчика опорного напряжения 11 и должен иметь отрицательную полярность и по абсолютной величине должен быть меньше Нд. Сумматор с целью упрощения должен. содержить одинаковые резисторы 7 и 8. По той же причине в Формирователе импуль" сов следует использовать одинаковые резисторы 14 и 15, диоды 28-31, стабилитроны 33 и 34. Логические элементы сигналиэирующего индикатора 43 и 44 подключены к выходам счет" чика Я - 08 в зависимости от требований по распределенрпо общего количества состояний счетчика на сигнализируемые режимы загрузки двигателя. Число неиспользуемых выходов младших разрядов счетчика определяет количество состояний счетчика, вьделенных на режим недогрузки двигателя. Режиму недогрузки двигателя соответствует четыре ( 2 , где показатель степени равен числу неис - пользованных выходов) состояния счетчика (бриг.2), Число выходов младших р."зрядов счетчика, к которым не подключен элемент 44, определяет количество состояний счетчика, вьделеных на режим перегрузки двигателя. Режиму перегрузки ( Лиг.2) двигателя соответствует 32 состояния5(2 , где показатель степени равен числу младших разрядов, к которым не подключен элемент 44). Соответственно режиму оптимальной загрузки соответствуот оставшиеся 220 состояний счетчика, В частном случае элементы 43 и 44 могут быть представлены совокупностями элементов с меньшим числом входов.Усилитель 9 имеет коэфициенчусиленияЙ 1КВ)где Е 12 и К - сопротивления резисторов 12 и 7. Его выходной сигнал изменяется с запаздыванием, характерным апериодическому звену. Это запаздывание обеспечивается конденсатором 26. Постоянная времени усилителятз = кс 6,где Со - емкость конденсатора 26.1216688 О 5 20 25 30 40 45 50 55 На усилителе 10 собран двухпороговый компаратор, напряжение питания которого Пд . Верхний порог срабатывания компаратора Кл11 н 11 и1 чКоэффициент усиления Кд должен быть достаточным для того, чтобы при разомкнутом электроконтактном датчике выходной сигнал усилителя 9 достигал величины Пп. Разность напряжений верхнего и нижнего порогов срабатывания компаратора определяется зависимостью К 13+К 1 Ч К 1 й +К 198338 и 33 К К,ч+К 1 в+Кт где 115 - напряжение стабилитронов33 и 34;К,е, К, - сопротивления резисторов К,и К соответственно 13, 4,17 и 19)Кц - сопротивление потенциометра 18.Стабилизаторы 33 и 34 служат для ограничения выходного напряжения компаратора. Один из них ограничивает положительный потенциал, а другой - отрицательный, Резистор 19 предотвращает возможность подачи "нулевого" потенциала на вход усилителя 10 пи регулировке потенциометра 18, Потенциометром 8 регулируется величина диапазона между порогами срабатывания компаратора.Усилитель 11 усиливает напряжение 0 зз с коэФфициентом усиления где Ки Ко- сопротивления резисторов 22 и 20.Выходное напряжение усилителя 11 11 имеет полярность, противоположную знаку алгебраической суммы напряжений Бд и Пог 1, так как усилители инвертируют сигналы. Коэффициент усиления К., должен быть достаточным, чтобы выходное напряжение усилителя 11, умноженное ца отноше-ние сопротивлений резисторов 7 н 23, превьппало по абсолютной величине алгебраическую сумму напряжений Бд и Ц при замкнутом электроконтактном датчике. Превышение рекомендуется в 1,5-2,0 раза. Резистор 23 пвед" предназначен для алгебраегческого сум-миРованиЯ напРЯжений Пд и гсг 1 с вы-ходцым сигналом усилителя 1.Резисторы 2 и 24 служат дляуменьшения влияния входных токов наработу усилителей 9 и 11. Их сопротивления приблизительно равны сопротивлениям параллельных соединенийсоответственно резисторов 7, 12и 20, 22.Элементы 27, 35, 32 и 25 представляют собой дифференцирующую цепочку,которая формирует едегничньпг сигналпри нарастании положительного сигнала и умецьшешш отрицательного.Стабилитрон 35 ограничивает величину выходного сигнала. Резистор 25устанавливает нулевой потенциалпосле прекращения изменения сигналана входе диффереццирующей цепочки.Диод 32 обеспечивает получение положительных пмпульсон на выходе цепоч"ки.Резистор 42 служит для установкинулевого потенциала при размыкацииэ 1 гектроконтактного датчика,Устройство работает следующггм образом.При замыкациц электрокоцтактного датчика алгебраическая суммапотенциалов Бд и 11 ог 1 ца выходе сумматора стаионгтся больше нуля. Усилитель 9 усеглинает этот сигнал с запаздыванием до верхнего порога срабатывания компаратора, Срабатываеткомпаратор, и его выходное цапряже"ние достигает потенциала Цз. Усц"литель 1 усиливает это цаг:ряжениедо нел.чиггы, которая компенсируетгсигнал суммы напряжений Пд и Бо,.Это, в свою очередь, принодит к уменьшению напряжения ца выходе усилителя 9 до нижнего порога срабатывания компаратора, Выходное .напряжениекомпаратора становится равным нулюи соответственно умеггьшается до нулявыходной сигнал усилителя 11, Этовызывает повторное увеличение егапрякения ца выходе усилителя 9. Возникают импульсы, длительность которыхскладывается цз времени нарастания напряжения ца выходе усилителя 9от нижнего порога срабатывания компаратора к верхнему ц времени уменьшешгя напряжения до нижнего порогасрабатынапегя компаратора. Считая закон изменения егапрккения апериодическим, можно записать зависимость длядлительности одного импупь" расчетаса в "н )т-Ь (11 оа, к,О 6 -11 н 1 11 -ф1) - ,-ц . "гЬ Если заполнение счетчика состав"ляет менее двух разрядов, то на вы"ходах ( - Г н сигналы равны нулю,Выходной сигнал элемента 44 тожеравен нулю, а выходной сигнал эле"мента 43 - единице. 11 а первую сиг"фцальиую лампу поступает сигнал 551 где К - сопротивление резистора 23. 10Потецциометром 18 регулируется," длительность импульсов и тем с 1 мым1изменяется быстродействие устройства. Чем выше устанавливается быстродействие устройства, тем меньшим 15 оказывается стабильность показаний сигнализцрующего индикатора на цеустацовпвшихся режимах работы двигателя.Гак как импульсы на выходе компа" ратора являются положительными, их нарастание вызывает единичные сигналы на выходе дийфереццирующей цепочки. Напряжение Пд также находится иа уровне логической единицы. В этом случае элементы 38 и 40 пропускают импульсы на вход прямого счета счетчика "+1", а на вход обратного сче" та "-1" подается сигнал уровня логической единицы. Этот сигнал формируется элементом 41.При замыкании электроконтактного датчика импульсы Формируются аналогичным образом. Однако на выходе компаратора импульсы становятся от рицательцыми. Поэтому на выходе диА" Ферецццрующей цепочки возникают единичные сигналы при уменьшении выходных сигналов компаратора. Это означает, что, как при замкнутом, так и 40 при разомкнутом электроконтактном датчике деформируются импульсы, кото" рые могут разливаться только часто" той следования. В это же время напряжение Ц находится на уровне логи ческого нуля. Поэтому элементы 39 и 41 пропускают импульсы на вход обратного счета, а на вход прямого счета элементом 40 подается сигнал уровня логической единицы. 50 о недогрузке двигателя. Если заполняются шестой, седьмой и восьмой разряды (при этом возможно и дальнейшее заполнение счетчика путем заполнения первого-пятого разря-.дов), йа выходе элемента 44 возникает единичный сигнал и на третью сигнальную лампу поступает сигнал о перегрузке двигателя. Сигнал об оптимальной загрузке поступает на вторую сигнальную лампу, когда сигналы на выходе элементов 43 и 44 равны нулю, т,е. когда заполнен хотя. бы один из третьего восьмого разрядов и в то же время це заполнены одновременно шестой-восьмой разряды.В связи с тем, что оптимальная загрузка двигателя возникает при кратковременных выходах рейки топливных насосов на ограничитель, т.е. когда время замкнутого состояния электроконтактного датчика меньше времени разомкнутого состояния, устройство должно иметь большую скорость заполнения счетчика, чем опорожнения. Поэтому опорное напряжение задатчика 2 должно быть по абсолютной величине меньше половинывыходного сигнала электроконтактно-, го датчика 1. Чем меньше устанавли" вается опорное напряжение, тем более кратковременные выходы рейки топливных насосов на ограничитель будут вызывать включение сигнальных ламп оптимальной загрузки и перегрузки двигателя.Формула изобретенияСигнализатор загрузки двигателя, содержащий электрокоцтактный датчик конечного положения рейки топливно" го насоса, соединенный через элек" тронную измерительную схему с индикатором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения загрузки, в него введены задатчик опорного напряжения, сумматор, Лормирователь импульсов и реверсивный счетчик, при этом выход электроконтактного датчика соединен с первым входом сумматора, с вторым вхогом которого соединен выход задатчика опорного напряжения,а выход сумматора подключен к входу Формирователя импульсов, соединенно1216688 Редактор Т.Кугрышева Техред С,Мигунова Корректор В.Бутяга Заказ 996/53 Тираж 778 ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 го выходом со счетным входом реверсивного счетчика, управляющий входреверса которого соединен с пе 1 вым входом сумматора, при этом выход реверсивного счетчика подключенк индикатору.