Устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала

(19 1) 4 0 01 1. 3/10 7 3 ГОСУД А ПО ДЕЛ ЕТЕНИЯ инститдеев,о ССС 1975. утяще с,46 9,ле ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛАЗАКРУЧИВАНИЯ ВРАЩАЮЦЕГОСЯ ВАЛА(57) Изобретение относится к измерительной техникеЦелью изобретенияявляется повышение точности измерений мгновенных значений угла закручивания вала при переходных режимахего работы, При вращении вала 1 измерительные риски 2, 3 перемещаютсяотносительно датчиков 4, 5, наводяв них гармонические ЭДС. УкаэанныеЭДС с помощью усилителей-ограничителей 6,7 преобразуются в прямоугольные импульсы. При этом сигнал с усилителя 7 отстает по фазе от сигналас усилителя 6. При появлении сигналана выходе усилителя 6 сигнал с генератора 11 поступает через схему 8 совпадения на пересчетный блок 9. В результате в пересчетном блоке 9 записывается информация в двоичном коде о числе импульсов М в единице младшего разряда измеряемой величины (например, о числе импульсов М в 1 угла). Одновременно сигнал с генератора 11 через схему 8 совпадения поступает на вход прямого счета счетчика 15, прекращающего счет в момент появления импульса на выходе усилителя 7, После окончания импульса на выходе усилителя 6 сигнал с генератора 11 через схему 12 совпадения поступает на вход обратного счета счетчика 5 и на пересчетный блок 9, при этом на пересчетный блок 9 поступает число импульсов, равное чис- ф лу импульсов, прошедших через схему 8 совпадения и залисанных в счетчик 15 за время фазового сдвига сигналов с датчиков 4 и 5, Это число импульсов делится на число М в пересчетном блоке 9 и в счетчик 16 результата поступит число импульсов, равное чис А,1нно фазовому сдвигу сигналов, По ,ф сигналу с блока 14 управления сигнал у из счетчика 16 результата перепишется в регистр памяти цифрового отсчет- ного блока 17. 2 з,п. ф-лы, 3 ил.1 13486 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь 1 О 5 О 5 30 Р 5 40 45 ления.Устройство для измерения угла закручивания вала работает следующим образом,При вращении вала 1 измерительные диски 2 и 3 перемещаются относительно датчиков 4 и 5 и наводят гармоническую ЭДС в этих датчиках, которая превращается в последовательность поямоугольных импульсов усилителями- ограничителями 6 и 7. При этом сиг 50 55 зовано для измерения угла закручивания вращающихся валов, например коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания,Целью изобретения является повышение точности измерений мгновенныхзначений угла закручивания вала впереходных режимах его работы эа счеткомпенсации погрешности, обусловленной переменной скоростью вращения,На фиг. изображена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг.2 и 3 - соответственно схемыпересчетного блока и блока управления.Устройство (фиг,1) содержит закрепляемые на валу 1 два измерительных диска 2 и 3, взаимодействующих с датчиками 4 и 5 считывания, выходы которых соединены с соответствующими входами усилителей-ограничителей 6 и 7, Выход усилителя-ограничителя 6 соединен с первыми входами схемы 8 совпадения пересчетного блока 9 и с инвертором 10, Генератор 11 подключен к вторым входам схемы 12 совпадения, пересчетного блока 9 и схемы 8 совпадения. Выход инвертора 10 под ключен к первому входу схемы 12 совпадения. Выход усилителя-ограничителя 7 связан через инвертор 3 с третьим входом схемы 8 совпадения, Третий вход схемы 12 совпадения связан с первым выходом блока 14 управления Выход схемы 12 совпадения связан с входом обратного счета счетчика 15 и с третьим входом пересчетного блока 9. Выход пересчетного блока 9 сое динен с входом счетчика 16 результата, Вход прямого счета счетчика 15 связан с выходом схемы 8 совпадения, а его выход - с первым входом блока 14 управления, Четвертый вход пере- счетного блока 9, входы сброса счетчика 15 и счетчика 16 результата соединены с вторым выходом блока 14 управления, Выходы разрядов кода счетчика 16 связаны с информационными входами цифрового отсчетного блока 17, вход записи кода - с третьим выходом блока 14 управленияВторой вход блока 14 управления служит для установки в случае необходимости исходного состояния устройстваПересчетный блок (фиг,2) содержит первый элемент И 18, делитель 19 7 О 2частоты, счетчик 20, счетчик 21 с начальной установкой, второй элемент И 22. Первый и второй входы элемента И 18 являются соответственно первым и вторым входами пересчетного блока 9, выход элемента 18 соединен со счетным входом делителя 19 частоты, выход делителя 19 частоты связан с входом прямого счета счетчика 20, выходы кода разрядов которого соединены с информационными входами счетчика 21 с начальной установкой. Вход обратного счета счетчика 21 с начальной установкой является третьим входом пересчетного блока 9. Выход второго элемента И 22 связан с входом записи кода счетчика 21 с начальной установкой, выходы обратного переноса счетчика 21 и прямого переноса делителя 19 частоты соединены .соответственно с первым и вторым входами второго элемента И 22, выход обратного переноса счетчика 21 является выходом пересчетного блока 9, Входы установки исходного состояния делителя 9 частоты счетчика 20, счетчика 21 с начальной установкой объединены и являются третьим входом пере- счетного блока.Блок управления (фиг,3) содержит триггер 23, линии 24 и 25 задержки и элемент ИЛИ 26. Вход линии 24 задержки и вход установки нулевого состояния триггера 23 объединены и являются первым входом блока 14 уп- равления. Выход триггера 23 является первым выходом блока 14 управления. Выход линии 24 задержки соединен с входом линии 25 задержки и является третьим выходом блока управления. Вы ход линии 25 задержки связан с первым входом элемента ИЛИ 26, второй вход которого является вторым входом блока 14 управления. Выход элемента ИЛИ 26 соединен с входом установки единичного состояния триггера 23 и является вторым выходом блока управ(или двоично-десятичном) коде, который записывается в регистр памятицифрового отсчетного блока 17 по сигналу с третьего выхода блока 14 управления. Сигнал в блоке 14 управленияформируется следующи образом (фиг,2и 3). Сигнал с выхода обратного пере-носа счетчика 15 проходит через первую линию 24 задержки и поступает на 5 вход разрешения записи цифровогоотсчетного блока 17 (фиг.1) с третьего выхода блока 14 управления. Затемэтот сигнал проходит через вторуюлинию 25 задержки (Фиг,3) и поступает на элемент ИЛИ 26, с выхода которого далее поступает на вход установки единичного состояния триггера 23и устанавливает его в единичное состояние. Так как выход элемента ИЛИ 25 26 является вторым выходом блока 4управления, то этот сигнал устанавливает счетчики 20 и 15, делитель 19,счетчик 21 с начальной установкой,счетчик 16 результата (фиг. 1 и 2) 30 в нулевое состояние, Таким образомУпо окончании этого импульса либо поимпульсу внешней установки исходного состояния, который поступает навторой вход блока 14 управления, аследовательно, и на второй вход элемента ИЛИ 26, устройство устанавливается в исходное состояние и готовок новому измерению. Ф о р м у л а и э обретения 1, Устройство для измерения углазакручивания вращающегося вала, содержащее два измерительных диска, 45 эакрепляемых на концах контролируемого вала, два датчика считывания, связанные с измерительными дисками, первый и второй усилители-ограничители,входы которых связаны соответствен но с выходами первого и второго датчиков считывания, генератор, счетчикрезультата, первую схему совпадений,связанную первым и вторым входамисоответственно с выходом первого усилителя-ограничителя и выходом генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точностиизмерения мгновенных значешш углазакручивания вращающегося вала в з 1348670нал с усилителя-ограничителя 7 отстает по фазе от сигнала усилителяограничителя 6.В момент появления сигнала на выходе усилителя-ограничителя 6 последовательность импульсов с генератора11 поступает через элемент И 18(фиг.2) на делитель 19 частоты, с выхода которого - на счетчик 20, Кодна выходе счетчика 20 записываетсяв счетчик 21 с начальной установкойимпульсом переноса с делителя 19частоты через элемент И 22. Такимобразом, в счетчике 21 с начальнойустановкой пересчетного блока 9 хранится информация в двоичном коде очисле импульсов М в единице младшегоразряда измеряемой величины, т,еочисле импульсов М в 1 (или 0,1,или 0,01 ). Одновременно сигнал сгенератора 11 (фиг,1) через схему 8совпадения поступает на вход прямогосчета счетчика 15, который прекращает счет в момент появления импульса на выходе усилителя-ограничителя7, Этот импульс через инвертор 13запрещает прохождение сигнала с генератора 11 через схему 8 совпадения,После окончания импульса на выходе усилителя-ограничителя 6 сигналс генератора 11 через схему 12 совпадения поступает на входы обратногосчета счетчика 15 и счетчика 21 сначальной установкой (фиг.2), Обратный счет в счетчике 21 происходитдо тех пор, пока не появится сигнална выходе обратного переноса счетчика 15, Сигнал с выхода обратногопереноса счетчика 15 устанавливаетВБ-триггер 23 (фиг.3) в нулевое состояние, что запрещает прохождениесигнала с генератора 11 через схему12 совпадения (фиг.1). Таким образом,на входы обратного счета счетчика15 и счетчика 21 с начальной установкой в пересчетном блоке 9 (фиг.2)поступает число импульсов, равноечислу импульсов, прошедших через схему 8 совпадения и записанных в счетчик 15 за время Фазового сдвига сигналов с датчиков 4 и 5. Это числоимпульсов И делится на число М счетчиком 21 с начальной установкой, ив счетчик 16 результата поступаетчисло импульсов К, равное фазовомусдвигу сигналов, При этом, еслионапример, М соответствовало 0,1то число К показывает фазовый сдвигпереходных режимах его работы, оно снабжено пересчетным блоком, двумя инверторами, второй схемой совпадений, блоком-управления, счетчиком,5 цифровым отсчетным блоком, первый вход пересчетного блока связан с выходом первого усилителя-ограничителя, второй - с выходом генератора, третий - с выходом второй схемы совпадения, четвертый - с вторым выходом блока управления, выход пересчет- ного блока соединен с входом счетчика результата, выход первого усилителя-ограничителя соединен с входом второго инвертора, выход которого подключен к первому входу второй схемы совпадения, выход второго усилителя-ограничителя через первый инвертор связан с третьим входом первой схемы совпадения, выход генератора - с вторым входом второй схемы совпадения, третий вход второй схемы совпадения соединен с первым выходом блока управления, выход второй схемы 25 совпадения - с входом обратного счета счетчика, выход первой схемы совпадения - с входом прямого счета счетчика, выход последнего - с первым входом блока управления, третий выход блока управления связан с входом разрешения записи цифрового отсчетного блока, выходы разрядов счетчика результата соединены с информационными входами цифрового отсчетно 35 го блока, а входы установки исходного состояния счетчика и счетчикарезультата связаны с вторым выходом блока управления.2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е. е с я тем, что,пересчетный блок выполнен в виде делителя частоты, счетчика, счетчика с начальной установкой, двух элементов И,первый и второй входы первого элемента И являются первым и вторым входами пересчетного блока, вход обратного счета счетчика с начальной установкой является третьим вхОдом пере- счетного блока, выход счетчика с начальной установкой соединен с первым входом второго элемента И и является выходом пересчетного блока, вхо ды установки исходного состояния делителя частоты, счетчика, счетчика с начальной установкой объединены и являются четвертым входом пересчетного блока, выход первого элемента И соединен с входом делителя частоты, выход делителя частоты - с входом счетчика и с вторым входом второго элемента И, выходы разрядов кода счетчика - с информационными входами счетчика с начальной установкой, выход второго элемента И - с входом перезаписи кода счетчика с начальной установкой.3. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю ц е е с я тем, что блок управления выполнен в виде триггера, первой и второй линии задержки, элемента ИЛИ, вход первой линии задержки и вход установки нулевого состояния триггера объединены и являются первым входом блока управления, первый вход элемента ИЛИ является вторым входом блока управления, выход триггера - первым выходом блока управления, выход элемента ИЛИ соединен с входом установки единичного состояния триггера и является вторым выходом блока управления, выход первой линии задержки соединен с входом второй линии задержки и является третьим выходом блока управления, а выход второй линии задержки связан с вторым входом элемента ИЛИ.1348670 Составитель И,Петраковский акаэ 5180/40ВНИИПИ Го ираж 775 По ственного комитета СС бретений и открытийЖ, Раушская наб,сно по делам и 13035, Моск де ическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная,роиэводственно-пол едактор Е, Копча Техред М,Ходанич Корректор В,Гирняк