Устройство для измерения мощности на валу

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности, развиваемой резьбозавинчивающим оборудованием статического действия. Цель изобретения - повышение точности измерения мощности. Устройство для измерения мощности содержит управляемый электромагнитный тормоз, обмоткой возбуждения подключенный к регулируемому блоку питания, датчик крутящего момента и датчик углового положения, установленные на валу тормоза, и блок измерений, содержащий компаратор, три элемента И, три триггера, три счетчика импульсов, два генератора импульсов, два формирователя импульсов, дешифратор, цифровой индикатор, элемент НЕ и цифроаналоговый преобразователь. Введение в устройство для измерения мощности цифроаналогового преобразователя, третьего счетчика импульсов, второго формирователя импульсов и второго генератора импульсов повышает точность измерения мощности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) и1) 4 С 01 Ь 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4267109/24-10 (22) 23.06.87 (46) 30,11.89, Бюл. 1 44 (71) Специализированное конструкторское бюро по механизации и автоматизации слесарно-сборочных работ

Мехинструмент (72) В.В.Устинов (53) 531,781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11-. 532772, кл. С 01 1. 3/24, 1969, Авторское свидетельство СССР

М- 1091039, кл. С 01 1. 3/24, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОС—

ТИ HA ВАЛУ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности, разви ваемой резьбозавинчивающнм оборудоваННеМ статического действия. Цель изобИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности, развиваемой рсзьбозавинчивающим инструментом статического действия.

Цель изобретения — повышение точности измерения мощности.

На фиг.1 приведена функциснальная схема устройства для измерения мощности; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерения мощности содержит управляемый электромагнитный тормоз 1, на валу 2 которого уста2 ретення — повышение точности измерения мощности„ Устройство для измерения мощности содержит управляемый электромагнитный тормоз, обмоткой возбуждения подключенный к регулируемому блоку питания, датчик крутящего момента и датчик углового положения, установленные на валу тормоза, и блок измерений, содержащий компаратор, три элемента И, три триггера, три счетчика импульсов, два генератора импульсов, два формирователя импульсов, дешифратор, цифровой индикатор, элемент

НЕ и цифроаналоговый преобразователь, Введение в устройство для измерения мощности цифроаналогового преобразователя, третьего счетчика импульсов, второго формирователя импульсов и второго генератора импульсов повышает точность измерения мощности.

2 ил, новлены датчик 3 крутящего момента и датчик 4 углового положения, обмотка 5 возбуждения электромагнитного тормоза 1 подключена к регулируемому блоку 6 питания, блок 7 измерения, содержащий компаратор 8, выходом подключенный к первому входу первого элемента И 9, вторым входом подключенного к выходу первого генератора 10 импульсов, а выходом — к счетному входу первого счетчика 11 импульсов, второй элемент И 12, выходом подключенный к счетному входу второго счетчика 13 импульсов, выходами .через дешифратор 14 подключенного к

15! 5499 цифровому индикатору 15, первый триггер 16, выходом подключенный к первому входу третьего элемента И 17, второй 18 и третий 19 триггеры, элемент

НЕ 20 ° первый 2! и второй 22 формирователи импульсов, цифроаналоговый преобразователь 23, третий счетчик 24 импульсов и второй генератор 25 импульсов, информационные входы цифро- 10 аналогового преобразователя 23 подключены к выходам первого счетчика

11 импульсов, а выход — к первому входу компаратора 8, вторым входом подключенного к выходу датчика 3 кру- 15 тящего момента, первый вход второго элемента И 12 подключен к выходу первого элемента И 9, второй вход - к выходу первого триггера 16, D-входом подключенного к выходу второго трнг- 20 гера 18, установочным S-входом через кнопку 26 управления подключенного к шине иНапряжение логической единицы", выход третьего триггера 19 подключен к тактирующему входу пер- 25 вого триггера 16, вход — к выходу датчика 4 углового положения, а тактирующий вход — к выходу второго генератора 25 импульсов, выход элемента НЕ 20 подключен к второму входу 3р третьего элемента И 17, выходом подключенного к счетному входу третьего счетчика 24 импульсов, выходом старшего разряда через первый формирователь 21 импульсов подключенного K ус- 35 тановочному R-входу второго триггера

l8 выход второго формирователя 22 импульсов подключен к установочному

R-входу первого счетчика 11 импульсов, а вход — к выходу третьего триг- 40 гера 19, Устройство для измерения мощности работает следующим образом, Соединяют вал 2 электромагнитного тормоза 1 с испытуемым резьбоэа- 45 винчивающим инструментом 27, производят включение инструмента и блока 7 измерения, предварительно установленного в исходное положение (не указано), 50

При этом вал 2 тормоза 1 приходит во вращение и на выходе датчика

4 углового положения появляются импульсы, причем повороту вала 2 на угол 3,6 соответствует один импульс на выходе датчика 4 углового положения, а эа один оборот вала 2 на выходе датчика 4 формируется 100 импульсов. С выхода датчика 4 углового положения импульсы поступают на D-вход триггера 19, а на его тактирующий вход — с выхода генератора 25 импульсов, частота которого установлена равной 10 кГц и на несколько порядков превышает частоту импульсов с выхода датчика 4 углового положения, При этом переключение триггера 19 в единичное состояние осуществляется по переднему фронту импульса с выхода генератора 25 после поступления на

D-вход триггера 19 импульса с выхода датчика 4 углового положения, а в нулевое — передним фронтом импульса с выхода генератора 25 после окончания действия импульса с выхода датчика

4 углового положения.

Затем, регулируя напряжение на выходе блока питания, устанавливают требуемую нагрузку на валу испытуемого инструмента, При этом на выходе датчика 3 кру-. тящего момента появляется напряжение, величина которого пропорциональна величине крутящего момента на валу 2 тормоза 1. Это напряжение поступает на второй вход компаратора 8, на его выходе появляется напряжение логической единицы, условие совпадания для элемента И 9 начинает выполняться и на его выходе появляются импульсы генератора 10, частота которых устанавливается равной 50-100 кГц.

С выхода элемента И 9 импульсы генератора 10 поступают на счетный вход счетчика 11 импульсов, который производит подсчет числа поступивших импульсов, Следовательно, начинает возpacòàòü напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 23, Как только напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 23 превысит (на величину одной ступени образцового напряжения), напряжение, снимаемое с выхода датчика 3 крутящего момента, компаратор 8 возвращается в исходное положение и отключает генератор 10 от счетного входа счетчика 11 импульсов, При этом в счетчике ll зафиксировано количество импульсов, пропорциональное величине крутяшего момента на валу 2 тормоза 1, Передним фронтом импульса с выхода триггера 19 осуществляется периодический сброс содержимого счетчика 11 и процесс измерения вновь повторяется с частотой следования импульсов с вы1 5254I19 хода датчика 4 углового положения

Так как частота генератора 10 импульсон н 5000-1000 раз превьппает максимальную частоту импульсов на выходе датчика 4 углового положения, а емкость счетчика 11 ранна 999 импульсам, в то время измерения величины крутящего момента на валу тормоза не превышает периода следования импульсов с выходя датчика 4 углового положения.

После того, как требуемая нагрузка на валу испытуемого резьбозавинчивающего инструмента установлена, нажимают кнопку 26 управления. При этом триггер 18 устанавливается н единичное состояние, на его выходе появляется напряжение логической единицы, которое поступает íà D-вход триг- 20 гера 16, Передним фронтом импульса с выхода триггера 19 триггер 16 устанавливается в единичное состояние, условие совпадения для элемента И 17 начинает выполняться и IIa его вход 25 начинают поступать импульсы с выхода генератора 25, Одновременно с элементом И 17 начинает выполняться условие совпадения для эле eI!z;I И 12. !!ри этом на 30 счетньп вход счетчика 13 начинают поступать импульсы с выхода элемента

И 9. Так как процесс измерения момента на валу тормоза осуществляется периодически с периодом повторения, оп35 ределяемым частотой импульсов с выхода датчика 4 углового положения, то количество импульсов, зафиксированное н каждый момент времени счетчиком 13, пропорционально величине 40 работы, совершаемой исп..ггуемым резьбонинчинающим инструментом.

Так как емкость счетчика 24 выбрана равной 9999 импульсам, а частота генератора 25 установлена равной 45

10 кГц, то импульс переполнения на выходе старшего разряда счетчика 24 появляется через 1 с после того, как триггер 16 установится н единичное состояние, 50

Задним фронтом импульса переполнения »а выходе старшего разряда счет чика 24, ныделяемьпл формирователем

21 триггер !8 возвращается в исход1 55 ное состояние, íà eI.n выходе устанав-. ливается напряжение логического нуля

1 которое поступает на D-вход триггера 16, Передним фронтом импульса с выхода триггера 19 триггер 16 устанавливается в нулевое состояние, условие совпадения для элементов И 17 и 12 перестает выполняться и счетчик

13 фиксирует количество импульсон, пропорциональное величине работы, совершенной резьбозавинчивающим инструментом за 1 с, т.е. мощности, развиваемой резьбозанинчивающим инструментом. Двоично-десятичный код измеренной величины мощности с выходов счетчика 13 через дешифратор 14 поступает на цифровой индикатор для считывания, Процесс измерения закончен„ Резьбозанинчинающий инструмент отключают от питающей сети ч отводят от электромагнитного тормоза.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения мощности на валу, содержащее датчик крутящего момента, установленный на валу тормоза, и блок измерения, содержащий компаратор, выходом подключенIIbIII к первому входу первого элемента И, вторым входом подключенного к выходу первого генератора импульсов, а выходом — к счетному входу первого счетчика импульсов, второй элемент И, выходом подключенный к счетному входу второго счетчика импульсов, выходами через дешифратор подключенный к цифровому индикатору, первый триггер, выходом подключенный к первому входу третьего элемента И, второй и третий триггеры, элемент НЕ и первый формирователь импульсов, о тличающееся тем,что,с целью повышения точности измерения, в него введены датчик углонргр положения, электромагнитный тормоз, обмоткой возбуждения подключенный к регулируемому блоку питания, цифроаналогоньпт преобразователь, третий счетчик импульсов, второй формирователь импульсов, второй генератор импульсов, информационные входы цифроаналогового преобразователя подключены к выходам первого счетчика импульсон, а выход — к первому входу компаратора, вторым входом подключенного к выходу датчика крутящего момента, первый вход, второго элемента И подключен к выходу первого элемента И, а второй вход " к выходу первого триггера, D-выходом подключенного к выхо—

1 525499

I Oui s

Составитель А, Кокарев

Редактор Н. Киштулинец Техред А. Кравчук Корр ек тор С, Черни Заказ 7212/35 Тирах 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11 tl

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ду второго триггера, установочным

S-входом череэ кнопку управления подключенного к вине "Напрявение логической единицы", выход третьего триггера подключен к тактирующему входу первого триггера, D-вход - к выходу датчика углового положения, а тактирующий вход — к.выходу второго генератора импульсов, выход элемента НЕ подключен к второму входу третьer o элеме нта И, выходом п одключ е нного к счетному входу-третьего счетчика импульсов, выходом старшего разряда через формирователь импульсов подключенного к установочному R-входу второго триггера, выход второго формирователя импульсов подключен к установочному R-входу первого счетчика импульсов, а вход - к выходу третьего триггера.