Claims (2)
ные интервалы 64 дами логической схемы 25 и схемы 13 управлени , а второй выход формировател 12 подключен к вторым входам элементов И 18 и 20. Первый командный выход схемы 13 управлени подключен к единичному входу триггера 15, а второй командный выход схемы 13 св зан с вторым входом элемента И 16, выход которого подключен к нулевому входу триггера 1. Первый и второй режимные выходы схемы 13 управлени через элемент ИЛИ 2Ц св заны с третьими входами элементов И 18, 20, третий режимный выход схемы 13 подключен к третьим входам элементов И 17 и 19 и к первому р жимному Входу логической схемы 25, четвертый режимный .выход схемы 13 св зан с вторым входом элемента И 21 и с вторым режимным входом логической схемы 25. Выходы элементов И 17 и 18 через элемент ИЛИ 22 подключены к суммирующему входу счетчика 26 реформации, а выходы элементов И 19 и 21 через элемент ИЛИ 23к вычитающему входу счетчика 26. Выход логической схемы 25 подключен к входу счетчика 27 результата. Выходы счетчиков 26 и 27 через свои анализаторы 28 и 29 нул св заны соответственно с первым и вторым командными входами схемы 13 управлени , Цепи начальной установки счетчиков 26 и 27 на фиг. 1 не показаны. Начальна установка индукторов 3 и k друг относительно друга выполнена так, что при всех возможных значенийх крут щего момента М|ср удовлетвор ютс неравенства (фиг. 2) Поскольку относительные смещени зубьев, вызванные скручиванием вала , обычно невелики, указанные неравенства Легко удовлетвор ютс . Дл определени угла скручивани вала в каждом канале схемы за неизменное врем Т,зццрОсуЩествл етс измерение целого числа пар временных интервалов t®, t®, отвечающих повороту вала на углы , причем первом канале измер ютс - 1-0 втором - t и наоборот. При этом по лезна информаци , поступающа по обоим измерительным каналам, суммируетс , а погрешности вызванные периодическими изменени ми скорости вращени вала 1, вычитаютс . Измеритель работает, следующим об разом. При вращении вала 1 зубь индукторов взаимодействуют поочередно с чувствительными элементами 5 и 6. Временные сдвиги между соседними им пульсами (t®, t®) на выходах формирователей 7 и 8 пропорциональны гео метрическим углам (ч®, ) между соответствующими зубь ми индукторов При наличии М и возникновени угла скручивани вала 1 взаимное расположение зубьев индукторов 3 и измен етс и происходит относительное смещение импульсов, генерируемых одним и индуктором. При этом изменение разности/ -Ч © однозначно характеризует величину угла скручивани - (деформацию) вала. Процесс определени мощности в предлагаемом устройстве состоит из режимов синхронизации, измерени МНР и измерени мощности. В режиме синхронизации производитс измерени двух соседних временных интервалов t® и t® и обеспечиваетс исходна установка (синхронизаци ) управл ющих триггеров 14 и 15 дл получени в режиме измерени М р положительно разности ®-if®), 0. Начало этого режима синхронизировано передним фронтом импульса на единичном выход триггераJ5 (формируемого при прохож дении зуоа индуктора 3 или ч под чу ствительным элементом 6), поступающ го на первый управл ющий вход схемы 13 управлени . При этом происходит f установка в нуль счетчика 2б, на пе вом режимном выходе схемы 13 управлени формируетс разрешающий потен циал, который через элемент ИЛИ 24 постуnaef на третьи входы элементов И 18 и 20, на вторые входы которых поступает опорна частота от задающего генератора 10 через формирователь 12. За. интервал времени до про хождени следующего зуба индуктора под чувствительным элементом 6 триг гер 15 сохран ет единичное, состо ни элемент И 18 открыт и опорна часто через элементы И 18, ИЛИ 22 поступает на суммирующий вход реверсивно 9 « го счетчика 26, Очередным импульсом с выхода чувствительного элемента 6 и формировател 8 триггер 15 устанавливаетс в нулевое состо ние в импульсы опорной частоты поступают через элементы И 20, ИЛИ 23 на вычитающий вход счетчик а 26. К моменту начала режима синхронизации, в общем случае триггер 15 может находитьс в произвольном состо нии, т.е, период его нахождени в единичном состо нии может соответствовать как t®, так и t®.. Если в режиме синхронизации еди ничному состо нию триггера 15 соотBeTcTByet интервал t®, а нулевому то результат квантовани этих интервалов и подсчет соответствующих импульсов реверсивным счетМиком 26 будет положительным () и переполнение счетчика 26 не произойдет . Если же начальное положение триггера 15 таково, что единичному состо нию отвечает t, а нулевому t , то результат счета в сметчике 26 отрицательным (-Ч®+Ч ® 0), рчетчик 26 переполнитс и черезанализатор нул 28 на первый командный вход схемы 13 управлени поступит сигнал, по которому с первого командного выхода схемы 13 управлени на единичный вход триггеры 15 поступит импульс, перевед его в единичное состо ние , чем обеспечиваетс изменение его фазировки относительно последовательности угловЧ®,ЧЭ, , Ч®,... и положительный знак разности Ч®-Ч 0 при последующих измерени х. Затем импульсом с второго командного выхода схемы 13 управлени , поступающим на второй вход элемента И 1б, на первом входе которого находитс разрешающий потенциал с единичного выхода триггера 15, триггер 14 устанавливаетс f f ( Л trt чл ft нулевое состо ние и таким образом обеспечиваетс синхронизаци работы обоих каналов измерени - от чувствительных элементов 5 и 6. Режим синхронизации заканчиваетс после формировани очередного сигнала на единичном выходе триггера 15, поступающего на первый управл ющий вход схемы 13 управлени . Таким образом , длительность режима синхронизации не превышает интервала времени , равного t®+t®. Режим измерени М,срРеализуетс на зафиксированное врем Т змер 7. считываемое счетчиком 27, накоторый через логическую схему 25, управ л емую сигналом с третьего режимного выхода схемы 13 управлени , пост пают импульсы с первого выхода формировател 12 синхросигналов от задающего генератора 10. Перед началом данного режима осуществл етс начальна установка счетчиков 26 и 27. Счетчик 27 обеспечивает отсчет времени счетчик 26 вносит с уставка, пропорциональна углу начальной установки индукторов 3 и . С помощью счетчика 26 осуществл етс подсчет числа импульсов, пропорциональных величине деформации вала 1. Информаци о величине поступает на счетчик 26 одновременно по двум указанным измерительным каналам . Дл исключени дополнительных погрешностей в каждом канале производитс измерение целого числа пар интервалов t®, t®. Дл этого начало режима измерение тракту чувствительного элемента 6 синхронизировано передним фронтом сигнала с единичного выхода триггера 15, поступающего на первый управ л ющий вход 13 управлени , на втором режимном выходе которой фор1 1руетс при этом разрешающий потен циал, поступаю1ций через элемент ИЛИ 2k на третьи выходы элементов И 18 и 20.. Начало режима измерение f по тракту чувствительного элемента 5 синхронизировано передним фронтом сигнала с нулевого выхода триггера 1, поступающего на второй управл ющий вход схемы 13 управлени , на третьем режимном выходе которой в этот момент формируетс разрешающий потенциал, поступающий на третьи вх ды элементов И 17 и 1$, Дл подсчета импульсов квантовани измер емых временных интервалов по двум измерительным трактам с помощью одного счетчика 26 в схеме измерител использован формировател 12 синхросигналов, на вход которого поступает частота с выхода задаю щего генератора 10, а на двух его выходах формируютс две серии синхроимпульсов , сдвинутых по фазе на п ловину периода квантующей частоты. Импульсы с первого выхода формиро ватёл Ц вл ютс квантующими им6 пульсами первого измерительного ка- . канала, а имцульсы с второго выхода квантующими импуль ами второго измерительного канала. Так как квантующие импульсы каждого измерительного канала сдвинуты по фазе на половину периода, то при их поступлении на одноименные или разноименные входы счетчика 26 они просчитываютс без потерь. Процесс подсчета разности t -t® в счетчике 26 (в каждом измерительном канале) аналогичен работе схемы в режиме синхронизации. Так как измер ема разностьЧ -Ч равна сумме угла начальной установки индукторов 3 и Ц и измер емого угла деформации вала 1, то внесенна в счетчик 26 начальна уставка равна величине угла начальной установки индукторов в дополнительном коде) вычитаетс и результатом в режиме измерени вл етс величина, пропорциональна только углу.деформации вала 1, т.е. величине крут щего момента . Режим измерени завершаетс после переполнени счетчика 27 и поступлени сигнала через анализатор нул 29 на второй командный вход схе№ 13 управлени , по которому после прихода сигналов с выходов триггеров 1й и 15 на первый и второй управл ющие входы схемы 13 управлени снимаютс разрешающие потенциалы с соответствующих (второго и третьего ) режимных выходов схемы 13 управлени и подсчет импульсов в счетчике 26 прекращаетс . Этим обеспечиваетс завершение режима измерени МНР по каждому измерительному каналу только после реализации подсчета целого числа пар разностей |®-t®. При переходе к режиму измерени мощности на четвертом режимном выходе схемы ,13управлени форми1зуетс разрешающий потенциал, в результате чего на вычитающий вход счетчика 2б через элементы ИЛИ 23, И 21 и делитель 11 частоты подключаютс сигналы 31адающего генератора 10,а на вход счетчика 27 через логическую схему 25 подключаютс сигналы от формировател 7 импульсов чувствительного элемента 5, частота следовани которых пропорциональна скорости вращени вала 1. При этом в режиме измерени мощности в счетчике 27 за 9 врем , пропорциональное крут щему мо менту, подсчитываетс число импульсов , пропорциональное скорости вращени вала, что соответствует измер емой мощности, передаваемой вращающимс валом 1. Данный режим завершаетс при обнулении счетчика 26 по сигналу, поступающему с выхода анализатора нул 28 ма первый командный вход схемы 13 управлени . При этом разрешаю щий потенциал на четвертом режимном выходе схемы 13 управлени снимаетс и цикл измерени завершаетс . Использование в измерителе второ го чувствительного элемента, смещен ного oтнocJjтeльнorb первого элемент iJi . на угол - t , позволит повысить то ность измерени за счет снижени по грешности, вызванной периодически повтор ющимис при каждом обороте вала изменени ми его скорости вращени . Формула изобретени Измеритель мощности, содержащий фазовый измеритель деформации, состо щий из упругого вала, с концами базового участка которого св заны два индуктора с сопр женными с периметрическим зазором зубь ми, и первого чувствительного элемента , расположенного в зоне зубьев индукторов и соединенного через первый формирователь импульсов с измерительной схемой, отличающий г/ с тем, что, с целью повышени точности измерени , в него введены последовательно соединенные второй чу ветви тел элемент и второй .формирователь импульсов, выход которого св зан с измерительной схемой, причем второй чувствительный элемент смещен относительно первого элемента в плоскости перпендикул рной оси вала на угол - , где Z - суммарное «1сло зубьев индукторов, а i целое нечетное число. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 711389, кл. G 01 L З/2t, 01.08.77. 64 intervals dami logic circuit 25 and control circuit 13, and the second output of the imaging unit 12 is connected to the second inputs of the elements 18 and 20. The first command output of the control circuit 13 is connected to the single input of the trigger 15, and the second command output of the circuit 13 is connected to the second the input element AND 16, the output of which is connected to the zero input of the trigger 1. The first and second mode outputs of the control circuit 13 are connected to the third inputs of the AND elements 17 through the element OR 2C and the third inputs of the elements AND 18, 20, the third mode output of the circuit 13 and 19 and to the first The logic input of the logic circuit 25, the fourth mode output of the circuit 13 is connected to the second input of the AND 21 element and the second mode input of the logic circuit 25. The outputs of the AND 17 and 18 elements through the OR 22 element are connected to the summing input of the reformation counter 26, and the outputs elements AND 19 and 21 through the element OR 23K subtractive input of the counter 26. The output of the logic circuit 25 is connected to the input of the counter 27 of the result. The outputs of the counters 26 and 27 through their analyzers 28 and 29 zero are connected respectively with the first and second command inputs of the control circuit 13, The initial installation circuits of the counters 26 and 27 in FIG. 1 not shown. The initial installation of the inductors 3 and k relative to each other is made so that for all possible values of the torque M | c inequalities are satisfied (Fig. 2). Since the relative displacement of the teeth caused by the shaft twisting is usually small, the indicated inequalities are easily satisfied. To determine the twist angle of the shaft in each channel of the circuit for a constant time T, measure the integer number of pairs of time intervals t®, t® that correspond to the rotation of the shaft at angles, with the first channel being measured - 1-0 second - t and vice versa. In this case, the useful information received on both measurement channels is summed up, and the errors caused by periodic changes in the speed of rotation of shaft 1 are subtracted. The meter works as follows. When the shaft 1 rotates, the inductors' teeth interact alternately with the sensitive elements 5 and 6. The temporal shifts between adjacent pulses (t®, t®) at the outputs of the formers 7 and 8 are proportional to the geometrical angles (h®) between the corresponding teeth of the inductors. M and the occurrence of the twist angle of the shaft 1 is the relative position of the teeth of the inductors 3 and the relative displacement of the pulses generated by one and the inductor changes and occurs. At the same time, the change in the difference / -Ч © uniquely characterizes the magnitude of the twist angle - (deformation) of the shaft. The power determination process in the proposed device consists of synchronization modes, MHP measurement and power measurement. In the synchronization mode, two adjacent time intervals t® and t® are measured and the initial setting (synchronization) of the control triggers 14 and 15 is provided to obtain in the M p measurement mode positive difference (if-0), 0. The beginning of this mode is synchronized with the leading edge a pulse at a single output of trigger J5 (generated when passing through inductor 3 or h under a sensitive element 6) fed to the first control input of control circuit 13. When this happens, f sets the counter to 2b to zero, at the first output of the control circuit 13 a permitting potential is formed that through the OR 24 post to the third inputs of the And 18 and 20 elements, the second inputs of which receive the reference frequency from the master oscillator 10 through shaper 12. For. the time interval until the next inductor tooth passes under the sensitive element 6; the trigger 15 maintains a single state, the AND 18 element is open and the reference often through the AND 18 and OR 22 elements is fed to the summing input of the reverse 9 "counter 26, the next pulse from the output the sensor element 6 and the driver 8, the trigger 15 is set to the zero state. The reference frequency pulses are received through the elements AND 20, OR 23 to the subtracting input of the counter a 26. By the time the synchronization mode starts, in general, the trigger 15 can find c in an arbitrary state, i.e., the period of its being in a single state can correspond to both t® and t®. If in synchronization mode the single state of the trigger 15 corresponds to the BeTcTByet interval t®, and to zero, the quantization result of these spacing and counting of the corresponding pulses by reversing counting. Mick 26 will be positive () and overflow of counter 26 will not occur. If the initial position of the trigger 15 is such that the unit state corresponds to t and zero to t, then the result of the calculation in the estimator 26 is negative (-H® + H ® 0), the meter 26 will overflow and through the analyzer zero 28 to the first command input of the control circuit 13 a signal will be received that sends a pulse from the first command output of the control circuit 13 to the single input of the trigger 15, converting it to the single state, which ensures a change in its phasing relative to the sequence of angles CH®, CE,, H®, ... and a positive sign of the difference H®-H 0 at pic the following measurements. Then, the pulse from the second command output of the control circuit 13 arriving at the second input of the element I 1b, at the first input of which there is the resolving potential from the single output of the trigger 15, the trigger 14 sets ff (Lt trt ft zero state and thus measurement channels - from sensitive elements 5 and 6. The synchronization mode ends after the formation of the next signal at the single output of the trigger 15, arriving at the first control input of the control circuit 13. At the same time, the duration of the synchronization mode does not exceed the time interval equal to t® + t®. The measurement mode is M, measured for a fixed time T Zmer 7. read by the counter 27, which through the logic circuit 25 controlled by the signal from the third mode output of the control circuit 13 , post pulses from the first output of the generator 12 of the clock signals from the master oscillator 10. Before the start of this mode, the initial setting of the counters 26 and 27 is performed. The counter 27 provides the countdown of the time the counter 26 brings in from the setpoint cial corner initial installation and inductors 3. The counter 26 counts the number of pulses proportional to the magnitude of the deformation of the shaft 1. The magnitude information is fed to the counter 26 simultaneously through the two indicated measurement channels. To eliminate additional errors in each channel, an integer number of pairs of t®, t® intervals is measured. For this, the start of the measurement mode to the path of the sensing element 6 is synchronized by the leading edge of the signal from the single output of the trigger 15, which enters the first control input 13 of the control, at the second mode output of which elements 18 and 20 .. The start of the measurement mode f along the path of the sensitive element 5 is synchronized by the leading edge of the signal from the zero output of the trigger 1, arriving at the second control input of the control circuit 13, and the third mode output of which at this moment is formed is the resolving potential arriving at the third inputs of the elements And 17 and 1 $. For calculating the quantization pulses of the measured time intervals along two measuring paths using one counter 26 in the meter circuit, the driver used 12 sync signals, the input of which receives the frequency from the output of the master oscillator 10, and at its two outputs two series of clock pulses are formed, shifted in phase to half the period of the quantizing frequency. The pulses from the first output of the Q-form driver are the quantizing pulses of the first measuring cavity. the channel, and the pulses from the second output are quantizing the pulses of the second measuring channel. Since the quantizing pulses of each measuring channel are out of phase by half the period, when they arrive at the same or opposite inputs of the counter 26, they are calculated without loss. The process of calculating the difference t-t® in the counter 26 (in each measuring channel) is similar to the operation of the circuit in the synchronization mode. Since the measured difference CH -F is equal to the sum of the angle of the initial installation of the inductors 3 and C and the measured angle of deformation of the shaft 1, the initial setting entered in the counter 26 is equal to the value of the angle of the initial installation of the inductors in the additional code is subtracted and is proportional only to the angle. deformation of shaft 1, i.e. torque value. The measurement mode is completed after overflow of the counter 27 and the arrival of the signal through the analyzer zero 29 to the second command input of the control circuit 13, which after the arrival of signals from the trigger outputs 1 and 15 to the first and second control inputs of the control circuit 13 removes the resolving potentials from the corresponding ( the second and third) mode outputs of the control circuit 13 and the counting of pulses in the counter 26 is stopped. This ensures the completion of the MHP measurement mode for each measurement channel only after the implementation of counting an integer number of pairs of differences | ®-t®. When switching to the power measurement mode at the fourth mode output of the circuit, 13potential is formed permitting potential, resulting in the subtractive input of the counter 2b through the elements OR 23, And 21 and the frequency divider 11 are connected to the signals of the firing generator 10, and to the input of the counter 27 through the logic 25, signals from the pulse former 7 of the sensing element 5 are connected, the frequency of which is proportional to the speed of rotation of the shaft 1. At the same time, in the mode of measuring power in the counter 27 for 9, the time is proportional to the cool it mo cop, is counted number of pulses proportional to the speed of rotation of the shaft, which corresponds to the measured power transmitted to the rotating shaft 1. This mode is terminated after resetting the counter 26 to the signal input from the analyzer 28 output zero ma first control command input circuit 13. In this case, the enabling potential at the fourth mode output of the control circuit 13 is removed and the measurement cycle is completed. Use in the meter of the second sensing element, displaced displacement of the first element iJi. by an angle of - t, it will allow to increase the measurement accuracy due to a decrease in the error caused by the changes in its rotational speed that are periodically repeated at each revolution of the shaft. The invention includes a power meter comprising a phase strain gauge consisting of an elastic shaft, with the ends of the base portion of which two inducers are connected with teeth connected with a perimetric gap, and a first sensing element located in the zone of the inductor teeth and connected through the first pulse shaper with a measuring circuit that distinguishes g / c with the fact that, in order to improve the accuracy of the measurement, the branches of the bodies the element and the second one are entered in series with the second branch of the body pulses, the output of which is connected with the measuring circuit, the second sensitive element is offset relative to the first element in the plane perpendicular to the shaft axis by an angle -, where Z is the total 1 layer of inductors and i is an odd integer. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 711389, cl. G 01 L C / 2t, 08.08.77.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 29W191/18-10 (), кл. G 01 L 3/2ч, 1б.0б.80 (прототип),2. USSR author's certificate for application number 29W191 / 18-10 (), cl. G 01 L 3 / 2h, 1b.0b.80 (prototype),