Устройство для измерения мощности двигателя

(51)М. Кл. С 01 1. 3/24 3 Ъоударотеанал коинтет СССР ао делам нзооретевий к открытки(23) Приоритет Опубликовано 23. 04. 82. Бюллетень 15 ФДата опубликования описания 23.04,82.о 72) Авторы изобретения(5 ОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ.ъИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь"зовано для измерения мощности двигателей по ускорению разгона,Известно устройство для измерениямощности двигателя, содержащее датчик импульсов, линейный преобразователь частоты в напряжение, два компаратора, схему совпадения и счетчик.Компараторы задают интервал, в котором по времени разгона двигателяопределяют его ускорение 111.Недостатком устройства являетсянизкая точность измерения из-занестабильности значения средней скорости, а также из-за дрейфа нуля компараторов, вызванного старением элементов схемы, изменением температу-,ры и т.д.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство для измерения мощностидвигателя, содержащее датчик импульсов, колебательный контур,. счет чик, ограничитель амплитуды, компаратор и источник эталонного напряжения, При этом выход датчика соеди"нен с входом ограничителя амплитуды,выход которого соединен с колебательным контуром. Выход колебательногоконтура соединен с одним иэ входовкомпаратора, второй вход которогосоединен с источником эталонного напряжения. Выход компаратора соединен со входом счетчика. Ь устройстве в качестве преобразователя частоты в амплитуду сигнала, которая вдальнейнем измеряется компаратором,применен колебательный контур 21. 5Недостатком устройства являетсянедостаточно высокая точность измерения ускорения, обусловленная изменением коэффициента преобразования в процессе работы электронной 20схемы, вследствие влияния на аналоговый сигнал на выходе датчика различных дестабилизирукщих факторов3 . 92 среды, старения деталей и т.п.), что приводит к возникновению погрешности измерения мощности.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик импульсов, колебательньй контур и счетчик, дополнительно введены второй колебательный контур, два формирователя импульсов, Формирователь опорных импульсов, две дифференцируницие цепочки и два электронных ключа, При этом первый и второй выходы датчика соединены с первым и вторым входами счетчика через две цепи, каждая из которых образована последовательно соединенными колебательным контуром, формирователем импульсов, дифференцирующей цепочкой и электронным ключом, а третий выход датчика через Формирователь опорных импульсов соединен с управлящцими входами обоих электронных ключей.При введении указанных элементов и соединении их указанным образом измерение сигнала, пропорционального ускорению производится не по изменению его амплитуды, а по сдвигу его фазы относительно сигнала на входе контура. Благодаря этому, фазовая характеристика имеет максимальную крутизну на резонансной частоте контура, а эта точка значительно более стабильна, чем восходящая и нисходящая ветви резонансной кривой,На фиг. 1 показана блок-схема устройства, на фиг, 2 - формы сигна,лов на выходе различных блоков.Устройство содержит датчик 1 импульсов, установленный на двигателе, два.колебательных контура 2 и 3, два формирователя импульсов 4 и 5, формирователь 6 опорных импульсов, две дифференцирукщие цепочки 7 и 8, два электронных ключа 9 и 10 и счетчик 11. 2547 ф Третий выход датчика 1 через формирователь 6 опорных импульсов соединен с управляющими входами обоих электронных ключей 9 и 1 О.Устройство работает следующим образом.При разгоне двигателя сигнал с датчика 1 (фиг, 2 а) с возрастающей частотой, пропорциональной скорости вращения вала двигателя, поступает на колебательный контур 2 и затем через формирователь 4 импульсов и дифференцирующую цепочку 7 - на вход электронного ключа 9 а также на колебательный контур 3 и затем через формирователь 5 импульсов и дифференцирувцую цепочку 8 - на вход электронного ключа 1 О, а также через формирователь 6 опорных импульсов, который преобразует сигнал в прямоугольную Форму, (Фиг. 2 д), - на управляющие входы электронных ключей 9 и 10. Этот прямоугольный сигнал в дальнейшем служит опорным сигналом по фазе, При положительном напряжении сигнала ключи 9 и 10 закрыты, при отрицательном - открыты,Для выделения необходимой частоты сигнала, а, следовательно, и ско 3 10 13 36 33 рости вращения вала двигателя исполь 36 зуется фазовая характеристика колебательных контуров 2 и 3. При частоте сигнала, меньшей резонансной ча- стотыколебательного контура 2,щ г) поступают на электронный ключ 9 в момент, когда ключ 9 закрыт, поэтому на выходе ключа 9 отсутствуютимпульсы, запускающие счетчик 11(фиг. 2 е). 4 0 М При частоте сигнала, большей резонансной частоты Гколебательного контура 2, напряжение, снимаемое с индуктивности контура 2,. опережает по фазе опорное напряжение (фиг. 2 ж) при этом полдЬительные фронты сформированных импульсов (фиг. 2 з, и) поступают на запускающий вход счетчика 11 (Фиг. 2 к), так как в эти моменты электронный ключ 9 открыт.При разгоне оборотов вала двигателя в момент достижения частоты сигнала резонансной частоты 51 колебательного контура 2, его фазовая Два выхода датчика 1 соединены С обоими входами счетчика 11 через две цепи, одна из коЧорых образована последовательно соединенными колебательным контуром 2, формирователем 4 импульсов, дифференцирующей цепочкой 7 иоэлектронньпи ключом 9, а другая - последовательно соединенными колебательным контуром 3, формирователем 5 импульсов, дифференцирующей цепочкой 8 и электронным ключом 10. З 3,напряжение, снимаемое с индуктивности контура 2, отстает по фазеот опорного (Фиг, 2 б).При этом сформированные сигналыс положительным напряжением (фиг.2 в,922 20 ЭО характеристика знакопеременна, т.е.напряжение на индуктивности колебательного контура 2 по фазе переходит с отставания на оцережение, значит на выходе электронного ключа 9 в момент изменения знака. Фазы появит" сяимпульсный сигнал, и первый же из этой серии импульс запускает счетчик 11. Это соответствует началу из-. мерения ускорения. Аналогично работа ет схема выделения частоты , колебательного контура 3, соответствую" щая концу измерения ускорения, т.е.при появлении импульсного сигнала на выходе электронного ключа. первый И же импульс останавливает счетчик 11.Значение среднего ускорения разго" на Е определяется по формуле: где 3 - среднее ускорение,разгона(рад/сек );ЬС - время, измеренное счетчи-, 25ком (сек).Постоянная устройства К для измерения среднего ускорения определяется из соотношения где 1 - резонансная частота колебаф тельного контура 2, - резонансная частота колебательного контура 3,Е - число импульсов датчика за один оборот вала двигателя.547 6Зная среднее ускорение разгона;можно определить мощность двигателя,пропорциональную его ускорению разгона.Применение предлагаемого устройст ,ва позволяет повысить точность измерения по сравнению с известныь и производить измерение мощности без демонтажа двигателя с транспортного уст"ройства,Формула изобретенияУстройство для измерения мощностидвигателя, содержащее датчик импульсов, колебательный контур и счет"чик, о т л и ч а ю щ е е с я тем,"что, с целью повышения точности из"мерения, в него дополнительно введенывторой колебательный контур, дваформирователя импульсов, формирователь опорных импульсов, две дифференцирукщие цепочки и два электронныхключа, при этом первый,и второй выходы датчика соединены. с первым и вто"рым входами счетчика через две цепи,каждая из которых образована последовательно соединенными колебатель-.,ным контуром, формирователем импуль-,сов, дифференцирующей цепочкой иэлектронным ключом, а третий выходдатчика через формирователь опорныхимпульсов соединен с управлякщимивходами обоих электронных ключей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 358561,кл. 73-1172 ю 19692Авторское свидетельство СССРМф 697844, кл. 6 01.1. 3/00, 1976922547 0 тавитель А. Амаханред А,Бабииец Редакт ектор О. Бил Грат Тираж 883 Под ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская,наб, ис аказ 256 лиал 1 П 1 П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная