Фотоэлектрический измеритель момента вращения

Фотоэлектрический измеритель момента вращения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность работы измерителя. При приложении вращающего момента упругий вал 1 скручивается, светомодуляторные диски 4 и 5 смещаются один относительно другого, зубцы-заслонки открывают некоторое количество штрихов растровых решеток 15, пропорциональное величине крутящего момента. Открывшаяся часть растровых решеток I5 модулирует световой исток, падающий на фотоприемник 9 от источника света 7 через диафрагму 6, на фотоприемник 9 поступают световые импульсы, число которых равно числу открывшихся штрихов. Отверстия 16 открыты постоянно и через них кратковременно освещается фотоприемник 10. Усилители-формирователи 11 и 18 формируют из импульсов фототока фотоприемников прямоугольные импульсы напряжения с параметрами, необходимыми для нормальной работы узлов устройства . Световые импульсы преобразуются фотоприемником 9 в электрические, нормируются усилителем-формирователем 11 и подсчитываются счетчиком 13, с которого в регистр 14 памяти переписывается информация о количестве открывшихся штрихов, т.е. о вращающем моменте. 3 ил. ) (Л с to со ( СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„1249354

1511 4 С 01 1. 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ц

К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2! ) 3777881/ 24-! О . (22) 08.08.84 (46) 07.08.86. Бюл. и 29 (72) А. Г. Молчанов, В. В. Мышев, М. М. Мышева и Б. В. Афанасьев (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ,Ф 731325, кл. G 01 L 3/12, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 757882, кл. G Ol L 3/10, 1978. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

МОМЕНТА ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность работы измерителя. При приложении вращающего момента упругий вал l скручивается, светомодуляторные диски 4 и 5 смещаются один относительно другого, зубцы-заслонки открывают некоторое количество штрихов растровых решеток 15, пропорциональное величине крутящего момента. Открывшаяся часть растровых решеток 15 модулирует световой исток, падающий на фотоприемник 9 от источника света 7 через диафрагму 6, на фотоприемник 9 поступают световые импульсы, число которых равно числу открывшихся штрихов. Отверстия 16 открыты постоянно и через них кратковременно освещается фотоприемник 10. Усилители-формирователи 11 и 18 формируют из импульсов фототока фотоприемников прямоугольные импульсы напряжения с параметрами, необходимыми для нормальной работы узлов устройства. Световые импульсы преобразуются фотоприемником 9 в электрические, нормируются усилителем-формирователем

11 и подсчитываются счетчиком 13, с которого в регистр 14 памяти переписывается информация о количестве открывшихся штрихов, т.е. о вращающем моменте. 3 ил.

12493

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано лри измерении моментов вращения на валах.

Целью изобретения является повышение надежности работы измерителя эа счет упрощения конструкции.

На фиг. 1 показана функциональная схема фотоэлектрического измерителя момента вращения; на фиг. 2 и фиг. 3 - 10 конструкции светомодуляторных,цисков.

Фотоэлектрический измеритель момен-. та вращения содержит упругий вал 1, по концам которого с помощью флан- 15 цев 1 и 3 установлены светомодуляторные диски 4 и 5, радиальную щелевую диафрагму 6, источники 7 и 8 света, фотоприемники 9 и 10, формирователи

11 и 12 импульсов, счетчик 13 и ре- 20 гистр 14 памяти.

При этом светомодуляторный,циск 4 выполнен с измерительными растровыми решетками 15, имеюпщми угловой размер Ч и состоящими иэ чередуют шихся прозрачных и непрозрачных радиальных штрихов. Растровые решетки

15 расположены равномерно по окружности радиуса R, с угловым шагом ч а на радиусе R, этого же диска вы- 30 полнены отверстия 16, число которых равно числу растровых решеток 15.

Светомодуляторный диск 5 выполнен с зубцами-заслонками 17, также имеющими угловой размер р . Угловой шаг

1 между соседними зубцами-заслонками

17 светомодуляторного диска 5 равен г

Источники 7 и 8 света установлены со стороны светомодуляторного диска

5, а фотоприемники 9 и 10 установлены со стороны светомодуляторного диска 4 соответственно на радиусах

R u R . Радиальная щелевая диафраг1 2

45 ма 6 установлена между светомодуляторным диском 4 и фотоприемником

9. Формирователь 11 импульсов выполнен в виде усилителя-формирователя, вход которого соединен с фотоприемником 9, а выход — со счетным входом счетчика 13, выход которого подключен к информапионному входу регистра 14 памяти. Формирователь

12 импульсов выполнен в виде последовательно соединенных усилителя-формирователя 18 и формирователя 19 синхроимпульсов. Причем один выход формирователя 19 синхроимпульсов

54 2 соединен с установочным входом счетка 13, а второй — с синхронизирующим входом регистра памяти, а вход усилителя-формирователя 18 соединен с фотоприемником 10.

Фотоэлектрический измеритель момента вращения работает следующим образом. Светомодуляторные диски 4 и 5 устанавливаются в исходном положении таким образом, что зубцы-заслонки 17 светомодуляторного диска 5 перекрывают растровые решетки 15 на светомодуляторном диске 4. Поэтому при вращении ненагруженного упругого вала 1 свет от источника 7 не попадает на фотоприемник 9.

При приложении вращающего момента упругий вал i скручивается, светомодуляторные диски 4 и 5 смещаются относительно друг друга, зубцы-заслонки 17 открывают некоторое количество штрихов растровых решеток 15 светомодуляторного диска 4, пропорциональное величине крутящего момента. При вращении упругого вала 1, открывшаяся часть растровых решеток 15 модулирует световой исток, падаюший на фотоприемник 9 от источника 7 света, и через радиаль1 ную щелевую диафрагму 6 на фотопри емник 9 поступают -BeTQBble импульсы, число которых равно числу открывшихся прозрачных штрихов растровой решетки 15. Отверстия 16 постоянно открыты. Через них периодически кратковременно освещается фотоприемник

10. Усилители-формирователи 11 и 18 формируют из импульсов фототока фотоприемников прямоугольные импульсы напряжения с параметрами (амплитуда, крутизна фронтов), необходимыми для нормальной работы узлов устройства.

Световые импульсы от открывшихся участков растровых решеток 15 преобразуются фотоприемником 9 в электрические, нормируются усилителемформирователем 11 и подсчитываются счетчиком 13. После прохождения растровой решетки 15 перед фотоприемником 9 кратковременно через постоянно открытые отверстия 16 освещается фотолриемник 10. Усиленный и сформированный импульс с выхода усилителяформирователя 18 поступает на формирователь 19 синхроимпульсов, на выходах которого появляется по одному импульсу со сдвигом во времени. Первым появляется импульс на выходе, )249354 соединенном с синхронизирующим входом регистра 14 памяти, в который при этом со счетчика 13 перепишется информация о количестве открывшихся штрихов растровой решетки 15, т.е. о вращающем моменте. На втором выходе формирователя 19 синхроимпульсов импульс появится с задержкой.

Этот импульс поступает на установочный вход счетчика 13.после перезаписи информации в регистр 14 памяти и стирает записанную в счетчике 13 информацию, подготавливая его к подсчету импульсов от следующей по ходу вращения растровой решетки 15. Информация с регистра 14 памяти может подаваться на блок цифровой индикации или на устройства сбора и обработки информации, например на ЭВМ.

Количество растровых решеток 15, размещенных на светомодуляторном диске 4, равно .

2П

N 2

Поскольку М > р,, то максимальное число растровых решеток 15 которое может быть размещено на диске, определяется выращением

N c—

1t м соа lp

За один оборот, независимо от частоты вращения. упругого вала 1, вращающий момент будет измерен N pas, что позволяет оценить быстрые изменения, флуктуацию момента в пределах

35 одного оборота.

Формула изобретения

Фотоэлектрический измеритель мо40 мента вращения, содержащий упругий

l вал, по концам которого установлены светомодуляторные диски, на одной окружности которых выполнены чередующиеся прозрачные и непрозрачные участки, причем угловая ширина не.прозрачных участков первого светомодуляторного диска равна угловой шири. не соответствующих прозрачных участков второго светомодуляторного диска, на котором выиолнены прозрачные окна, число которых равно числу прозрачных участков и которые расположены на окружности, радиус которой отличен от радиуса окружности прозрачных участков, два формирователя импульсов, счетчик, регистр памяти, две фотопары, каждая из которых включает в себя источник света и фотоприемник, расположенные по разные стороны от светомодуляторных дисков, при этом одна фотопара установлена на окружности прозрачных участков и ее фотоприемник через один формирователь импульсов подключен к счетному входу счетчика, а другая фотопара установлена на окружности прозрачных окон и ее фотоприемник через другой формирователь импульсов подключен к установочному входу счетчика и к синхронизирующему входу регистра памяти, информационный вход которого соединен с выходом счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет упрощения конструкции, в него введена радиальная щелевая диафрагма, установленная между фотоприемником одной фотопары и вторым светомодуляторным диском, прозрачные участки которого выполнены в виде радиальных растровых решеток.

1249354

Составитель А. Амаханов

Техред Н.Бонкала Корректор Е. Сирохман

Редактор P. Цицика.Заказ 4225141 Т.ираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужг р д, у „ р о о л„ П оектная 4