Устройство для измерения мощности двигателя

Устройство для измерения мощности двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

iii 922547

O fl H C A H N K

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 19,09.80 (21) 2985316/18-10 с присоединением заявки РЙ (51)М. Кл.

G 01 1 3/24

3Ъоулеротеанный коинтет

СССР

lo делам нзобретевий к открытий (53) УДК 531.781 (088.8) (23} Приоритет

Опубликовано 23. 04. 82. Бюллетень № 15

Ф

Дата опубликования описания 23.04.82. о (72) Авторы изобретения

М.С.Буянский, В. З.Дубровский, В.Г.Копров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ

ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь" зовано для измерения мощности дви-гателей по ускорению разгона.

Известно устройство для измерения мощности двигателя, содержащее датчик импульсов, линейный преобразователь час-,оты в напряжение, два компаратора, схему совпадения и счетчик.

Компараторы задают интервал, в ко10 тором по времени разгона двигателя определяют его ускорение 111.

Недостатком устройства является низкая точность измерения из-за нестабильности значения средней ско35 рости, а также из-за дрейфа нуля компараторов, вызванного старением элементов схемы, изменением температу-, ры и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения мощности двигателя, содержащее датчик импульсов, колебательный контур,. счетчик, ограничитель амплитуды, компаратор и источник эталонного напряжения, При этом выход датчика соеди нен с входом ограничителя амплитуды, выход которого соединен с колебательным контуром. Выход колебательного контура соединен с одним иэ входов компаратора, второй вход которого соединен с источником эталонного напряжения. Выход компаратора соединен со входом счетчика. E устройстве в качестве преобразователя частоты в амплитуду сигнала, которая в дальнейнем измеряется компаратором, применен колебательный контур (2j .

Недостатком устройства является недостаточно высокая точность измерения ускорения, обусловленная изменением коэффициента преобразова1 ния в процессе работы электронной схемы, вследствие влияния на аналоговый сигнал на выходе датчика различных дестабилизирунщих факторов (изменения температуры окружающей

3 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 управляк цими входами обоих электронных ключей.

При введении указанных элементов и соединении их укаэанным 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 цвигателе, два.колебательных контура 2 и 3, два формирователя импульсов 4 и 5, формирователь 6 опорных импульсов, две дифференцирукицие цепочки 7 и 8, два электронных ключа 9.и 10 и счетчик 11.

2547 4

13

30

46

М

Два выхода датчика 1 соединены

С обоими входами счетчика 11 через две цепи, одна из которых 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 а электронным ключом 10.

Третий выход датчика 1 через формирователь 6 опорных импульсов соединен с управляющими входами обоих электронных ключей 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

При разгоне двигателя сигнал с датчика I (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 дифференцирулцую цепочку 8 — на вход электронного ключа 10, 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 скорости вращения вала двигателя используется фазовая характеристика колебательных контуров 2 и 3. При частоте сигнала, меньшей резонансной ча- стоты f< колебательного контура 2, З .напряжение, снимаемое с индуктивности контура 2, отстает по фазе от опорного (фиг. 2 б).

При этом сформированные сигналы с положительным напряжением (фиг.2 в, щ г) поступают на электронный ключ 9 в момент, когда ключ 9 закрыт, поэтому на выходе ключа 9 отсутствуют импульсы, запускающие счетчик 11 (фиг. 2 е).

При частоте сигнала, большей резонансной частоты f< колебательного контура 2, напряжение, снимаемое с индуктивности контура 2,. опережает по фазе опорное напряжение (фиг. 2 ж) при этом полс6сительные 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 fS колебательного контура 2, его фазовая

922

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 появится импульсный сигнал, и первый же из этой серии импульс запускает счетчик 11. Это соответствует началу из-. мерения ускорения. Аналогично работа- 1о ет схема выделения частоты f> колебательного контура 3, соответствую" щая концу измерения ускорения, т.е. при появлении импульсного сигнала на выходе электронного ключа. первый 15 же импульс останавливает счетчик 11.

Значение среднего ускорения разгона Е определяется по формуле:

I где 3 — среднее ускорение, разгона (рад/сек );

Ьй — время, измеренное счетчи-, 2$ ком (сек) .

Постоянная устройства К для измерения среднего ускорения определяется из соотношения где f — резонансная частота колеба1 е тельного контура 2, Ф вЂ” резонансная частота колебательного контура 3, Z — число импульсов датчика за один оборот вала двигателя.

547 6

Зная среднее ускорение разгона; можно определить мощность двигателя, пропорциональную его ускорению разго на.

Применение предлагаемого устройст . ва позволяет повысить точность измерения по сравнению с известныь и производить измерение мощности без демонтажа двигателя с транспортного уст" ройства, Формула изобретения

Устройство для измерения мощности двигателя, содержащее датчик импульсов, колебательный контур и счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем," что, с целью повышения точности из мерения, в него дополнительно введены второй колебательный контур, два формирователя импульсов, формирова тель опорных импульсов, две дифференцирукщие цепочки и два электронных ключа, при этом первый .и второй.выходы датчика соединены. с первым и вто" рым входами счетчика через две цепи, каждая из которых образована последовательно соеднненными.колебатель-., ным контуром, формирователем импуль«, сов, дифференцирующей цепочкой и электронным ключом, а третий выход датчика через формирователь опорных импульсов соединен с управлякщими входами обоих электронных ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3581561, кл. 73-117 ° 2ю 1969 °

2 ° Авторское свидетельство СССР

М 697844, кл. 0 01.L 3/00, 1976 (прототип), 922547

Составитель А. Амаханов

Редактор Л. Гратилло Техред. A.Áàáèíåö Корректс ор О Билак

Заказ 2563/54 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал 1П1П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4