Устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала

Устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: устройство содер4ит 1 вал (1), 2 измерительных диска (2. 3), 2 датчика считывания (4, 5), 2 усилителя - ограничителя (6, 7), 2 схемы совпадения (8, 10), 1 суммирующий сердечник (9), 1 блок 2 . управления (11), 1 пересчетный блок (12). 1 счетчик результата (13), 1 цифровой отсчетный блок (14), 1 генератор (15), 1 блок выделения опорного сигнала (16), 1 блок автоматического выбора диапазона измерений (17), 1 вычитающий счетчик (18), 1 цифроаналоговый преобразователь (10), 1 временной селектор (20), 1 формирователь угловой метки (21), 1 формирователь амплитудной метки (22), 1 датчик верхней мертвой точки (23), 1 датчик нижней мертвой точки . (24), 1 делитель на два (25), 1 телевизионный индикатор (26)J регистратор (27). 2-4-6-16- 8-9-18-11-19-21-27, 3-5-7-16, 12-13-20- 26, 12-17-12, 15-17-10, 24-25-21, 2-1-3, 16-22-26; 10-12, 10-18, 11-10, 11-12, 11- 13,11-14, 13-14, 13-19, 16-9, 16-10, 16-12, 16-14, 16-17, 16-18, 16-19, 16-20, 16-21, 16-26, 17-8, 17-16,21-26,23-26,24-27,24- 26, 25-22, 25-26. 6 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (51)5 G 01 L 3/10

ГОСудАРстВеннОе пАтентнОе

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ййа1ЖМ винта-кхиьчВай и ЛИОТ КА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4913215/10 (22),20.02,91 (46):15.02,93, Бюл. ¹ 6 (71) ; Омский политехнический институт (72) А.П.Науменко, А.И.Одинец, Ю,С,Песоцкий и В.K,×èñòÿêoâ (56) Авторское свидетельство СССР

N 574639, кл. 6 01 L 3/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 979908, кл. 6 01 1 3/10, 1982.

Фролов Л.Б, Измерение крутящего момента, М., Энергия, 1967, с. 46 — 49. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

ЗАКРУЧИВАНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА (57) Сущность изобретения: устройство содержит 1 вал (1), 2 измерительных диска (2, 3), 2,цатчика считывания (4, 5), 2 усилителя— ограничителя (6, 7), 2 схемы совпадения (8, 10), 1 суммирующий сердечник (9), 1 блок

„„Я „„1795312 А1 управления (11), 1 пересчетный блок (12), 1 счетчик результата (13), 1 цифровой отсчетный блок (14), 1 генератор (15), 1 блок выделения опорного сигнала (16), 1 блок автоматического выбора диапазона измерений (17), 1 вычитающий счетчик (18), 1 цифроаналоговый преобразователь (10), 1 временной селектор (20), 1 формирователь угловой метки (21), 1 формирователь амплитудной метки (22), 1 датчик верхней мертвой точки (23), 1 датчик нижней мертвой точки, (24), 1 делитель на два (25), 1 телевизионный индикатор (26).1 регистратор (27). 2-4 — 6 — 168 — 9 — 18 — 11 — 19 — 21 — 27, 3 — 5 — 7 — 16, 12-13-20—

26, 12 — 17 — 12, 15 — 17 — 10, 24 — 25 — 21, 2 — 1 — 3, 16 — 22 — 26: 10-12, 10 — l8, 11-10, 11 — 12, 11—

13, 11-14, 13-14, 13-19, 16-9, 16-10, 16-12, 16 — 14, 16 — 17, 16 — 18, 16 — 19, 16-20, 16 — 21, 16 — 26, 17 — 8, 17-16, 21 -26. 23 — 26, 24 — 27, 24—

26, 25 — 22, 25 — 26, 6 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

1795312

3

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла закручивания вращающегося вала, например, коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, а также для исследования крутильных колебаний валов.

Известно устройство для измерения уг- ла закручивания вращающегося вала, которое содержит две идентичные схемы включейия датчиков, узел управления, сум- 10 матор.. Величина напряжения на выходе сумматора прямо пропорциональна углу закручивания.Однако это устройство не обеспечивает достаточной точности измерений на пере- "5 ходных режимах работы вращающегося вала за счет аналоговой обработки сигнала, кроме того, точность измерений существенно зависит от стабильности выходного.напряжения источника опорного напряжения, :который входит в сумматор, при действии на него дестабилизирующих факторов, например, при изменении температуры.

Известен цифровой измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал; 25 два закрепляемых íà его концах измери-. тельных диска, два датчика считывания, два усилителя-ограничителя, первую и вторую схемы совпадений, генератор счетных импульсов, а также триггер. делитель частоты; 30 формирующие временной интервал измерения,.и счетчик импульсов.

Зто устройство имеет неодинаковую погрешность дискретности на различных ско ростях вращения вала. Коме того, 35 устройство не позволяет производить измерения мгновенных значений угла закручивания на переходных режимах работы вращающегося вала за счет усреднения результата измерения за несколько периодов 40 входной частоты измеряемого сдвига фаз.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала. 45

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2а,б — соответственно схемы пересчетного блока и блока управления.

Устройство (фиг.1) содержит закрепляе- 50 мые 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 ко вторым входам схемы 12 совпадения, пересчетного блока 9 и схемы 8 совпадения.

Выход инвертора 10 подключен к первому входу схемы 12 совпадения, Выход усилителя-ограничителя 7 связан через инвертор 13 с третьим входом схемы 8 совпадения. Тре. тий 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 вхо-, дом пересчетного блока 9. Выход пересчетного блока 9 соединен 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 пересчетного блока 9, входы сброса счетчика 15 и счетчика 16 результата соединены со 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 управления. Второй вход блока 14 управления служит для установки в случае необходимости исходного состояния устройства. Пересчетный блок (фиг,2а) содержит первый элемент 18 И, делитель 19 частоты, счетчик 20, счетчик 21 с начальной установкой, второй элемент 23 И, Первый и второй входы элемента 18 И являются соответственно первым и вторым входами пересчетного блока 9, выход элемента 18 соединен со счетным входом делителя 19 частоты, выход делителя 19 частоты связан со входом "прямого счета" счетчика 20. Выходы кода разрядов счетчика 20 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 22 И связан с . входом записи кода счетчика 21 с начальной установкой, выходы "обратного переноса" счетчика 21 и "прямого перекоса" делителя

19 частоты сбединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента

22 И, выход "обратного переноса" счетчика

21 является выходом пересчетного блока 9.

Входы установки исходного состояния делителя 19 частоты счетчика 20, счетчика . 21 с начальной установкой объединены и являются третьим входом пересчетного блока.

Блок управления (фиг.2б) содержит триггер 23, линии задержки 24 и 25, элемент

26 ИЛИ, Вход линии 24 задержки и вход установки нулевого состояния триггера 23 объединены и являются первым входом блока 14 управленйя. Выход триггера 23 является первым входом блока 14 управления. Выход линии 24 задержки соединен со входом ли1795312 нии 25 задержки и является третьим выходом блока управления. Выход линии 25 задер4ски связан с первым входом элемента

26 ИЛИ, второй вход которого является вторым входом блока 14 управления. Выход элемента 26 ИЛИ соединен со входом установки единичного состояния триггера 23 и является вторым выходом блока управле-. ния.

Устройстводля измеренияугла закручи- 10 ванйя вала работает следующим образом (фиг,1).

При вращении вала 1 измерительные диски 2 и 3 перемещаются относительно дат иков 4 и 5 и наводят гармоническую 15

ЭДg в этих датчиках, которая превращается в прспедовательность прямоугольных импульсов усилителями-ограничителями 6 и 7;

Пр!4 этом сигнал с усилителя-ограничителя

7 отстает по фазе от сигнала усилителя-or- 20 ран чителя 6.

; В момент появления сигнала на выходе усилителя-ограничителя 6 последовательнос гь импульсов с генератора 11 поступает через элемент 18 И (фиг.2а) на делитель 19 25 час оты, с выхода которого на счетчик 20.

Ко на выходе счетчика 20 записывается в сче чик с начальной установкой импульсом переноса с делителя 19 частоты через элемент 22 И. Таким образом, в счетчике 21 с 30 . начальной установкой пересчетного блока 9 . храНится информация в двоичном коде о числ!е импульсов "М" в единице младшего разряда измеряемой величины, т.е. о числе импульсов "М" в1 (или 0,01О). Одновремен- 35 но сигнал с генератора 11 (фиг.1) через схему 8 совпаденйя поступает на вход .."

"прямого счета" счетчика 15. Счетчик 15 прекращает счет в момейт появления импульса на выходе усилителя-ограничителя 7. 40

Этот импульс через инвертор 13 запрещает пр! хождение сигнала с генератора 11 через схему 8 совпадения.

После окончания импульса на выходе усилителя-ограничителя 6 сигнал с генера- 45 тора 11 через схему 12 совпадения поступает на входы "обратного счета" счетчика 15 и ! счетчика 21 с начальной установкой(фиг,2а).

Обратный счет в счетчике 21 будет происходить до тех пор, пока не появится сигнал на 50 выходе "обратного переноса" счетчика 15.

Сигнал с выхода "обратного переноса" счетчиКа 15 установит RS-триггер (фиг.2б) в нулевое состояние, что запретит прохождение си,«апа с генератора 11 через схему 12 сов- 55 падения (фиг,1), Таким образом, на входы

"обратного счета счетчика 15 и счетчика 21 с начальной установкой в пересчетном блоке 9 (фиг.2а) поступит число импульсов, равное числу импульсов, прошедших через схему 8 совпадения и записанных в счетчик

15 за время фазового сдвига сигналов с датчиков 4 и 5, Это число импульсов N делится на числом М счетчиком 21 с начальной устаковкой и в счетчик 16 результата поступает число импульсов К, равное фазовому сдвигу сигналов. При этом, если, например, число

M соответствовало 0,1О, то число К будет показывать фазовый сдвиг сигналов в градусах с точностью до 0,1О.

На-выходе счетчика 16 результата число

К будет представлено в двоичном (или двоична-десятичном) коде, который запишется в регистр памяти цифрового отсчетного блока 17 по сигналу с третьего выхода блока 14 управления. Сигнал в блоке 14 управления формируется следующим . образом (фиг.2а,б). Сигнал с выхода "обратного переноса" счетчика 15 проходит через первую линию 24 задержки и поступает на вход разрешения записи цифрового отсчетного блока 17 (фиг.1) с третьего выхода блока 14 управления. Затем этот сигнал проходит через вторую линию 25 задержки (фиг.2б) и поступает на элемент 26 ИЛИ. Сигнал с выхода элемента 26 ИЛИ поступает на вход установки единичного состояния триггера

23 и устанавливает его в едйничное состояние. Так как выход элемента 26 ИЛИ является вторым выходом блока 14 управления, то этот сигнал устанавливает счетчики 20, 15, делитель 19, счетчик 21 с начальной установкой, счетчик 16 результата (фиг.1, 2а) в нулевое состояние. Таким образом, по окончании этого импульса, либо по импульсу внешней установки исходного состояния, который поступает на второй вход блока 14 управления, а следовательно, и.на второй вход элемента 26 ИЛИ, устройство устанавливается в исходное состояние и готово к новому измерению.

Недостатком устройства является сложность измерения знакопеременных значений угла закручивания и расширения диапазона входных частот в низкочастотную область, npvi этом устройство обладает достаточно низкой надежностью измерения вследствие несинхронности прихода входных импульсов и импульсов генератора на схемы совпадений и пересчетный блок.

Цель изобретения — увеличение эффективности за счет обеспечения возможности получения развертки угла закручивания эа период вращения вала и повышения надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала, содержащее две ветви, каждая из которых образована закрепленным на валу измерительным дис1795312 . 8 ком, установленным с возможностью взаи- менной селектор с тремя входами, первый модействия с ним датчиком считывания и из которых подключен к первому выходу подключенным к последнему усилителем- блока выделения опорного сигнала, а тре- . ограничителем, первую схему совпадения с тий — к выходу цифро-аналогового преобратремя входами и выходом, суммирующий 5 зователя, и выходом, формирователь счетчик со счетным входом, подключенным угловой метки с двумя входами, первый из к выходу первой схемы совпадения, входом которых соединен с первым выходом блока обнуления и выходами разрядов кода, вто- выделения опорного сигнала, и выходом, рую схему совпадения с тремя входами и формирователь амплитудной метки с входавыходом, блок управления с двумя входами 10 ми разрядов кода, связанными с выходами и тремя выходами, йервым из которых сое- разрядов кода счетчика результата, входом диненный с первым входом второй схемы управления, связанным с третьим выходом совпадения, пересчетный блок с выходом и блока выделения опорного сигнала, и выхочетырьмя входами, первым из которых сое- дом, датчики верхней и нижней мертвых тодиненныйсвыходомвторойсхемысовпаде- 15 чек, .каждый из которых имеет выход, ния, а вторым — с вторым выходом блока двигательнадвас входом, подключенным к управления, счетчик результата со счетным, выходу датчика нижней мертвой точки, и входом, подключенным к выходу пересчет- выходом, подключенным ко вторым входам ного блока, входом обнуления, связанным с: . временного селектора и формирователя угвторым выходом блока управления, и вйхо- 20 ловой, метки, телевизионный индикатор с . дами разрядов кода, цифровой отсчетный семью входами, первый из которых соедиблок с входами разрядов кода, связанными нен с первым выходом блока выделения

: с выходами разрядов кода, счетчика резуль- опорного сигнала, второй — с выходом дат. тата, и входом управления, подключенным чика верхней мертвой точки, третий — с вы- ктретьемувыходублокауправления,и гене- 25 ходом датчика нижней мертвой точки, ратор с выходом введены блок выделения четвертый — с выходом формирователя ампопорного сигнала с тремя входами, первый литудной метки, пятый — с выходом делите- . и второй из которых подключен к соответст- ля на два, шестой — с выходом временного вующему усилителю-ограничйтелю, и тремя селектора, седьмой — с выходом формирова-. выходами; первый из которых соединен со 30 теля угловой метки, и регистратор с двумя вторыми входами первой и второй схем сов- входами, первый из которых подключен к падения и входом обнуления суммирующе- выходу датчика нижней мертвой точки, а

ro счетчика, а второй. — с первым входом второй — к выходу временного селектора; первой схемы совпадения, блокавтоматиче- при этом пересчетный блок снабжен выхоского выбора диапазона измерения с входа- 35 дами разрядов кода, подключенными к вхоми разрядов кода, двумя входами дам разрядов кода блока автоматического управления, первый из которых подключен выбора диапазона измерений, четвертый к первому.выходу блока выделения опорно- вход пересчетного блока соединен с первым го сигнала, а второй - к выходу генератора, выходом блока выделения опорного сигнаи двумя выходами, первый из которых сое- 40 ла, а цифровой отсчетный блок снабжен втодиненстретьими входамиблока выделения рым входом управления, соединенным с опорного сигнала, первой схемы совпа- третьим выходом блока выделения опорно:дения и пересчетного блока, à второй — с го сигнала. . третьим входом второй схемы совпадения, Пересчетный блок содержит реверсиввычитающий счетчик импульсов с входами 45 ный счетчик импульсов со входом, подклюпредварительной установки, подключенны- ченным к первому входу управления блока, "ми к выходам разрядов кода суммирующего входом установки исходного состояния, . счетчика, входом записи кода, подключен- подключенным к второму входу установки ным к первому выходу блока выделения исходного состояния, подключенным к втоопорного сигнала, счетным входом, соеди- 50 рому входу управления блока, входами разненным с выходом второй схемы совпаде- рядов кода, входом записи и выходом, ния, и выходом, к которому подключен соединенным с входом блока, два элемента . первый вход блока управления, цифро-ана- 2И с выходом и двумя входами каждый, вылоговый преобразователь с входами разря- .ход первого из которых соединен со входом дов кода, подключенными к выходам 55 записи реверсивного счетчика импульсов, разрядов коДа счетчика результатов, двумя первый вход первого элемента 2И подклювходами управления, первый из которых со- чен к выходу реверсивного счетчика импульединенстретьимвыходомблокавыделения сов, первый вход второго элемента 2И опорного еигнала, а второй — с третьим вы- соединен с третьим входом управления пеходом блока управления, и выходом, вре- ресчетного блока, а вторые входы элемен1795312

10 тов 2И соединены между собой и подключены к четвертому входу управления пересчетного блока, линию задержки с входом, подкл1оченным к четвертому входу управления пересчетного блока, и выходом, дели- 5 тель частоты импульсов со счетным входом, сое ненным с выходом второго элемента

2И, ходом установки исходного состояния, под люченным к выходу линии задержки, и выхОдом, счетчик импульсов со счетным 1 входом, соединенным с выходом делителя частоты импульсов, входом установки исход ого состояния, соединенным с выходом линии задержки, и выходами разрядов кода, и регистр памяти с входом записи кода, соединенным с четвертым входом управления пересчетного блока, входами разрядов, подключенными к выходам разрядов кода счетчика импульсов, и выходами разрядов код, соединенными с входами разрядов кода еверсивного счетчика импульсов и входа и разрядов кода пересчетного блока, Блок выделения опорного сигнала содер ит первый и второй 0-триггеры, инверсн 1е выходы которых соединены с

0-в одами, а их С-входы соединены, соответ твенно, с первым и вторым входом блока выделения опорного сигнала, выходы

1 поДключены, соответственно, к первым входам первого и второго элементов 2И вЂ” НЕ, вторые входы которых соединены между собой и с третьим входом блока выделения опорного сигнала, выходы первого и второго;элементов 2И-Н Е подкл ючен ы к S-входам, соответственно, первого и второго

RS триггеров с инверсными входами, выход пе вого и инверсный выход второго RSтр ггеров соединены, соответственно, с пе вым и вторым входами первого элемента

2, инверсный выход первого и выход второго RS-триггеров — соответственно. с первь м и вторым входами второго элемента

2(ii, выходы первого и второго элементов 2И подсоединены, соответственно, к первому и второму входам элемента ИЛИ и к R u S вхОдам третьего RS-триггера, выход элемента, ИЛИ подключен через формирователь коротких импульсов к R-входу четвертого и версного RS-триггера и к входу линии зад ржки, выход которой соединен с S-входом четвертого RS-триггера, выход которого соединен с первым выходом блока выделения опорного сигнала, выходы первого и второtq RS-триггеров подключены, соответственнО, к первому и второму входам третьего элемента 2И, выход которого через формиррватель коротких импульсов соединен с

R- входом питого RS-триггера с инверсными входами и к входу линии задержки, выход которой подключен к входу пятого RS-триггера, выход пятого RS Tðèããåðà соединен с вторым выходом блока выделения опорного сигнала, к третьему выходу которого подключен выход третьего RS-триггера, при этом входы установки исходного состояния первых и вторых 0- и RS-триггеров соединены с выходом пятого RS-триггера.

Блок автоматического выбора диапазона измерения содержит схемы И и VlflVI-HEÄ

0 входы которых поразрядно соединены между собой и с входами разрядов кода блока, линию задержки, вход которой подключен к первому входу блока автоматического выбора диапазона измерения, первый и второй

15 элементы 2И, первые входы которых подключены, соответственно, к выходам схем И и ИЛИ-НЕ, вторые входы объединены и соединены с выходом линии задержки, элемент 2 ИЛИ вЂ” НЕ, первый и второй входы

20 которого подсоединены, соответственно, к выходам схем И и VIJlVI — HE, реверсивный счетчик импульсов, вход прямого счета которого соединен с выходом первого элемента

2И, и вход обратного счета — с выходом

25 второго элемента 2И, первый и второй делители частоты импульсов и регистр памяти, причем входы разрядов кода первого делителя частоты подключены к выходам разрядов кода реверсивного счетчика импульсов, 30 а входы разрядов кода второго делителя частоты — к выходам разрядов кода реверсивного счетчика импульсов через регистр памяти, счетные входы первого и второго делителя частоты импульсов соединены

35 между собой и с вторым входом блока автоматического выбора диапазона измерения, вход записи кода регистра памяти соединен с выходом элемента 2 ИЛИ вЂ” НЕ, а выходы первого и второго делителей частоты им40 пульсов соединены, соответственно, c riepвым и вторым выходами блока автоматического выбора диапазона измерении.

Формирователь амплитудной метки со45 держит блок сравнения с первыми и вторыми входами разрядов кода, входом управления и выходом и блок памяти с выходами разрядов кода, подключенными к

BTopbl входам разрядов кода блока сравне50 ния, причем первые входы разрядов кода, вход управления и выход блока сравнения. соответственно, соединены со входами раз рядов кода, входом управления и выходом формирователя амплитудной метки.

55 Формирователь угловой метки содержит измеритель угла поворота вала с выходами разрядов кода и с первым и вторым входами, соединенными соответственно с первым и вторым входами формирователя угловой метки, блок памяти с выходами раз1795312

30

40

50 рядов кода и блок сравнения с выходом, подключенный к выходу формирователя угловой метки, и первыми и вторыми входами разрядов кода, соответственно подключенными к выходам разрядов измерителя угла поворота вала и блока памяти.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых блоков: блока выделения опорного сигнала (БОС), блока автоматического выбора диапазона измерения (АВДИ), цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), реверсивного счетчика; временного селектора, формирователей угловой и амплитудной меток, датчиков верхней и нижней мертвых точек (ВМТ, НМТ), делится на два, телевизионного индикатора, регистратора и их связями с остальными элементами и блоками устройства.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в.этой области и других технических решений в смежных областях науки и техники показывает, что устройства АВДИ, временной селектор, телевизионный индикатор, ЦАП, известны, при широкой известности датчиков BMT и НМТ, делителя на два, реверсивного счетчика.

Однако, блок АВДИ от известных отличается тем, что часть функций этого блока выполняет пересчетный блок, причем блок

АВДИ нельзя использовать без пересчетного блока, При этом пересчетный блок совместно с блоком АВДИ проявляет новое свойство — участвует в процессе автоматического выбора диапазона измерения. Кроме того, блок АВДИ известен как таковой только по своему назначению, а по структурной схеме заявляемый блок не имеет анало. гов. Совокупность технических решений блоков АВДИ, ВОС и реверсивного счетчика в устройстве для измерения угла закручивания вращающегося вала позволяет получить параметры устройства значительно превосходящие параметры известных. При выполнении устройства на микросхемах

ЭСЛ-логики с опорной частотой 500 МГц можно получить параметры, приведенные в .таблице в сравнении с параметрами отече. ственного фазометра мгновенных значений

НФ-З, который можно испольэовать для исследования мгновенных значений угла закручивания.

Необходимо отметить, что фазометр

НФ-3 можно испольэовать для исследования мгновенных значений угла закручивания при частоте вращения вала не более

6000 мин в то время, как заявляемое устройство можно использовать при скорости вращения до 34000 мин, следовательно, заявляемое устройство можно использовать для исследования всех существующих двигателей. Из приведенных данных видно, что совокупность признаков: блоки АВДИ и

В ОС, реверсивный счетчик и их связи между элементами и блоками устройства позволяют получить сверхсуммарный положительный эффект. Кроме того, эта совокупность признаков обеспечивает новое свойство заявляемому устройству — воэможность использования его для исследования знакопеременных крутильных колебаний.

Фазометр НФ-3 можно испольэовать для исследования колебаний, однако на частотах вращения не более 84 мин, т.е. оно пригодно для малооборотных двигателей.

Заявляемое устройство можно использовать для этой цели на частотах вращения до

12000 мин

Совокупность признаков: ЦАП, датчики

BMT и НМТ, делитель на два, временной селектор, формирователи угловой и амплитудной меток, телевизионный индикатор совместно с устройством для измерения мгновенного значения угла закручивания вращающегося вала позволяет визуально в реальном масштабе времени исследовать динамику измеряемого процесса, причем совокупность признаков: ЦАП,датчики ВМТ и НМТ, делитель на два, временной селектор совместно с устройством для измерения угла закручивания вала и регистратором, например, двухканальным самописцем или шлейфовым осциллографом, обеспечивает фиксирование динамики процесса. В обоих случаях можно наблюдать и фиксировать не только весь процесс, но и его части, что обеспечивает совокупность следующих признаков: временной селектор, формирователи амплитудной и угловой меток, их связи и внутренняя структура, Устройства для отображения динамики процесса известны, однако они не применимы в данном случае без их существенной доработки, Кроме того эти устройства обладают рядом недостатков. например, невозможность наблюдения замкнутых линий процесса на экране, возможность отображения ограниченного числа кривых, что затрудняет статистический анализ исследуемого процесса. Предлагаемое же устройство вследствие специфической структуры. позволяет исследовать динамику крутильных колебаний в реальном масштабе времени и одновременно производить анализ статистического закона распределения независимо от скорости вращения вала.

Совокупность признаков и положительных эффектов от каждого признака позволяет реализовать такой положительный эффект, какой невозможно получить с по l 795312 мощью совокупности других известных устоойств, блоков и приборов, причем каждый признак привносит дополнительный эффект, кроме суммарного, например, рассмотренныр выше переонетныв блок и блок АВдИ.

Бл к ВОС, нвпример, выполняет дополнителвно функции инверторв. имеюотегося в прототипе, синхронизатора импульсов входной частоты с опорной, формирователя коротких импульсов из. входного сигнала, ! что повышает надежность работы устройства и достоверность измеренного значения.

Более подробное изучение признаков и их свойств дает возможность обнаружить мнфкество взаимосвязанных проявлений. создающих, кроме суммарного, дополнительный положительный эффект. Совокупнос ть функциональных возможностей позволяет использовать заявляемоеустройств5 для исследования не только мгновенны значений угла закручивания, крутящего момента, но и для исследования знакопеременных крутильных колебаний, т.е. само устройг ство появляет новое свойство и обладает сверхсуммарным положительным эффЬктом. При этом расширяется область применения заявляемого устройства.

На фиг.3 представлена структурная схема устройства для измерения угла закручивания вращающегося вала; на фиг.4— пересчетного блока; на фиг.5 — блока выделения опорного сигнала; на фиг.6 — блока автоматического выбора диапазона измерения,"на фиг.7- формирователя амплитудной метг1и; на фиг,8 — формирователя угловой метг и; на фиг.9 —; на фиг.10- блока управления; на фиг.11 — времег иого селектора; на фиг.12 — телевизионного индикатора; на фиг.13 — временные диаг аммы, стройство для измерения угла закручивания вращающегося вала (фиг.3) содержит две ветви, каждая иэ которых образована закр пленными на валу 1 измерительными диск ми 2 и 3, установленными с возможностью, взаимодействия с ними датчиками 4 и

5 счггтывания и подключенными к послед! ним усилителями-ограничителями 6 и 7, первую схему 8 совпадения с тремя входами и выхо ом, суммирующий счетчик 9 со счетным ходом, подключенным к выходу первой с емы совпадения, входом обнуления и выходами разрядов кода, вторую схему 10 совпадения с тремя входами и выходом, блок )1 управления сдвумя входами и тремя выходами, первым из которых соединенный с первым входом второй схемы 10 совпадения, пересчетный блок 12 с выходом и четырьмя входами, первым иэ которых соединенный с выходом второй схемы 10 вой схемы 8 совпадения и пересчетного бло30 ка 12, а второй — с третьим входом второй

40. вход блока 11 ууппррааввллеенниияя, цифро-аналоговый преобразователь 19 с входами разря10

25 совпадения, а вторым — с вторым выходом блока 11 управления, счетчик 13 результата, со счетным входом, подключенным к выходу пересчетного блока 12, входом обнуления, связанным с вторым выходом блока 11 управления, и выходами разрядов кода, цифровой отсчетный блок 14 с входами разрядов кода, связанными с выходами разрядов кода счетчика 13 результата, и входом управления, подключенным к третьему выходу блока 11 управления, генератор 15 с выходом, блок 16 выделения опорного сигнала с тремя входами, первый и второй иэ которых подключен к соответствующим усилителям-ограничителям 6 и 7, и тремя выходами, первый из которых соединен с вторыми входами первой и второй схем совпадения 8 и 10 и входом обнуления суммирующего счетчика 9, а второй — с первым входом первой схемы 8 совпадения, блок 17 автоматического выбора диапазона измерения с входами разрядов кода, двумя входами управления, первый из которых подключен к первому выходу блока 16 выделения опорного сигнала, а второй — к выходу генератора 15, и двумя выходами, первый из которых соединен с третьими выходами блока 16 выделения опорного сигнала, персхемы 10 совпадения, вычитающий счетчик

18 импульсов с входами предварительной установки, подключенными к выходам разрядов кода суммирующего счетчика 9, входом записи кода, подключенным к первому выходу блока 16 выделения опорного сигнала, счетным входом, соединенным с выходом второй схемы 10 совпадения, и выходом, к которому подключен первый дов кода, подключенными к выходам разрядов кода счетчика 13 результатов, двумя входами управления, первый иэ которых соединен с третьим выходом блока 16 выделения опорного Сигнала, а второй — с третьим выходом блока 11 управления, и выходом, временной селектор 20 с тремя входами, первый из которых подключен к первому выходу блока 16 выделения опорного сигнала, а третий — к выходу цифро-аналогового преобразователя 19, и выходом формирователь 21 угловой метки с двумя входами, первый из которых соединен с первым выходом блока 16 выделения опорного сигнала, и выходом, формирователь 22 амплитудной метки с входами разрядов кода, связанными с выходами разрядов кода счетчика 13 результата, входом управления, связанным с третьим выходом блока 16 вы15

1795312

20

45

55 деления опорного сигнала, и выходом, датчики верхней 23 и нижней 24 мертвых точек, каждый из которых имеет выход, делитель

25 на два с входом, подключенным к вйходу датчика 24 нижней мертвой точки, и выходом, подключенным ко вторым входам временного селектора 20 и формирователя 21 угловой метки, телевизионный индикатор

26 с семью входами, первый из которых соединен с первым выходом блока 16 выделения опорного сигнала, второй — с выходом датчика верхней 23 мертвой точки, третий— с выходом датчика 24 нижней мертвой точки, четвертый — с выходом формирователя

22 амплитудной метки, пятый — с выходом делителя 25 на два, шестой — с выходом временного селектора 20, седьмой — с выходом формирователя 21 угловой метки, и регистратор 27 с двумя входами, первый из которых подключен к выходу датчика 24 нижней мертвой точки, а второй — к выходу временного селектора 20, при этом пересчетный блок 12 снабжен выходами разрядов кода, подключенными к входам разрядов кода блока 17 автоматического выбора диапазона измерений, четвертый блок пересчетного блока 12 соединен с первым выходом блока 16 выделения опорного сигнала, а цифровой отсчетный блок 14 снабжен вторым входом управления, соединенным с третьим выходом блока 16 выделения опорного сигнала, Пересчетный блок 12 содержит реверсивный счетчик 28 импульсов со входом, подключенным к первому входу управления блока, входом установки исходного состояния, подключенным к второму входу управления блока, входами разрядов кода, входом записи и выходом, соединенным с выходом блока, два элемента 2И с выходом и двумя входами каждый, выход первого из которых соединен с входом записи реверсивного счетчика 28 импульсов, первый вход первого элемента 2И подключен к выходу реверсивного счетчика 28 импульсов, . первый вход второго элемента 2И 30 соединен с третьим входом управления пересчетного блока 12, а вторые входы элементов 2И

29 и 30 соединены между собой и подключены к четвертому входу управления пересчетного блока 12, линию задержки 31 с входом, подключенным к четвертому входу управления пересчетного блока 12, и выходом, делитель 32 частоты импульсов со счетным входом, соединенным с выходом второго элемента 2И 30, входом установки исходного состояния, подключенным к выходу ли йии задержки 31, и выходом, счетчик 33 импульсов со счетным входом, соединенным с выходом делителя 32 частоты импульсов, входом установки исходного состояния, соединенным с выходом линии задержки

31, и выходами разрядов кода, и регистр 34 памяти с входом записи кода, соединенным с четвертым входом управления пересчетного блока 12, входами разрядов, подключенными к выходам разрядов кода счетчика

33.импульсов, и выходами разрядов кода, соединенными с входами разрядов кода реверсивного счетчика 28 импульсов и выходами разрядов кода пересчетного блока 12.

Блок 16 выделения опорного сигнала содержит первый и второй D-триггеры 35 и

36, инверсные выходы которых соединены с

D-входами, а их С-входы соединены, соответственно, с первым и вторым входом блока 16 выделения опорного сигнала, выходы подключены, соответственно, к первым входам первого и второго элементов 2И вЂ” НЕ 37 и 38, вторые входы которых соединены между собой и с третьим входом блока 16 выделения опорного сигнала, выходы первого и второго элементов 2И-НЕ 37 и 38 подключены к S-входам, соответственно, первого и второго RS-триггеров 39 и 40 с инверсными входами, выход первого 39 и инверсный выход второго 40 RS-триггеров соединены, соответственно, с первым и вторым входами первого элемента 2И 41, инверсный выход первого 39 и выход второго 40 RS-триггеров — соответственно, с первым и вторым входами второго элемента 2И 42, выходы первого и второго элементов 2И 41 и 42 подсоединены, соответственно, к первому и второму входам элемента ИЛИ 43 и к R u S входам третьего RS-триггера 44, выход элемента

ИЛИ 43 подключен через формирователь 45 коротких импульсов к R-входу четвертого инверсного RS-триггера 46 и к входу линии

47 задержки, выход которой соединен с Sвходом четвертого RS-триггера 46, выход которого соединен с первым выходом блока 16 выделения опорного сигнала, выходы первого и второго RS-триггеров 39 и 40 подключены, соответственно, к первому и второму входам третьего элемента 2И 48, выход которого через формирователь 49 коротких импульсов соединен с R-входом пятого

RS-триггера 50 с инверсными входами и к входу линии 51 задержки, выход которой подклачен к входу пятого RS-триггера 50, выход пятого RS-триггера 50 соединен с вторым выходом блока 16 выделения опорного сигнала, к третьему выходу которого подключен выход третьего RS-триггера 44, при этом входу установки исходного состояния первых и вторых

0- и RS-триггеров 35, 36, 39 и 40 соединены с выходом пятого RS-триггера 50.

Блок 17 автоматического выбора диапазона измерения содержит схемы И 52 и

1795312

10

ИЛИ;-НЕ 53, входы которых поразрядно соединены между собой и с входами разрядов кода блока 17, линию задержки 54, вход которой подключен к первому входу блока