NO753436L - - Google Patents

Description

Elektronisk dynamometer

Denne oppfinnelse angår dynamometere og er mer spesielt rettet mot elektroniske dynamometere for måling av roterende drivakslerseffekt og hastighet.

Hittil har vridning av en aksel på grunn av tor-sjon vært målt ved hjelp av nøyaktig innrettede indeks- og refe-ransemerker plassert med innbyrdes' avstand i aksiell retning på akselen, i ubelastet tilstand. Mekanisk innretning av merkene be-grenset nøyaktigheten av innretningen og antallet av disse og følgelig de oppnådde resultater.

Det er et formål med denne oppfinnele å tilveiebringe elektronisk innrettede referansemarkeringer som ligger i absolutt innretning i forhold til hverandre, en tilstand som bare kan tilnærmes ved mekanisk innrettede referanse- og indeks-merker.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en vugge for å bære elektroniske inn- og avspillingshoder med fast innbyrdes aksiell avstand og innrettet til å ride på en roterende drivaksel for å eliminere feilaktige resultater på grunn av akselvibrasjoner.

Nærmere angivelser av dynamometere ifølge oppfinnelsen samt de nye og særegne trekk ved dette er oppsatt i patentkravene.

I det følgende skal oppfinnelsen forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: figur 1 er et perspektivriss av elementer i hen-hold til oppfinnelsen som er driftsmessig installert på en sek-sjon av en drivaksel,

figur 2 er et forenklet blokkskjema for de elektroniske kretser ifølge oppfinnelsen,

figur 3 viser en rekke bølgeformer for avspilte

signaler i forskjellige deler av den elektroniske krets på figur 2, og

figur 4 er et perspektivriss av en modifisert anordning for å eliminere utlesningsfeil som skyldes drivaksel-vibrasjoner.

Som det fremgår av tegningsfigurene omfatter oppfinnelsen et innspillings- og avspillingsapparat 10 montert på og rundt en drivaksel 12 for magnetisk innspilling av et sinussignal av passende frekvens når akselen roterer én gang uten belastning. En elektronisk regne-enhet 14 er elektrisk forbundet for kontinuerlig å motta avspillingen av det innspilte signal fra akselen når dette roterer under belastning, for å tilveiebringe elektroniske utgangssignaler som er proposjonale med akselens dreiemoment og effekt samt rotasjonshastighet. Utlesningsinstrumenter er elek-, trisk koblet for å motta utgangssignalene fra den elektroniske regneenhet 14 for å fremvise disse som dreiemoment, effekt og antall omdreininger pr. minutt.

Som det fremgår av figurene 1 og 2 omfatter innspillings- og avspillingsapparatet 10 to umagnetiske ringer 18

som er festet på drivakselen 12, hvilke ringer har en innbyrdes aksiell avstand og roterer med akselen. Magnetbånd 20 er mon-

tert på og rundt periferien av de respektive ringer 18. Det er montert innspillings- og avspillingshoder 22 og 24 i respektive monteringsenheter 26, hvilke hoder er plassert over de respektive ringer 18 og er. festet til respektive nærliggende aksellagerhus 28. En signalgenerator 30 er gjennom ledninger 32 og en av/på-bryter 34 forbundet med innspillings/avspillings-hodene 22 og 24, hvorav hodet 22 befinner seg nærmere drivanordningen for akselen enn hodet 24 som befinner seg nærmere akselens utgangsende.

Under drift blir bryteren 34 satt på og signalgeneratoren 3 0 avgir et periodisk signal med en valgbar frekvens (valgt slik det skal forklares i det følgende) som samtidig blir innspilt av de respektive hoder 2 2 og 24 på bånd 2 0 montert på

de respektive ringer 18 mens disse roteres av akselen 12 under tomgang eller uten belastning. Bryteren 34 blir skrudd på og akselen 12 roteres under belastning. De signaler som er innspilt på båndet blir oppfanget av de respektive hoder 22 og 24

som gjennom ledninger er forbundet med inngangsklemmer på den elektroniske regneenhet 14. Akselen 12 blir dreiet én gang for

innspilling og kontinuerlig for avspilling.

Av figurene 2 og 3 fremgår det at den elektroniske regneenhet 14 omfatter forforsterkere 36 og 38 som forsterker de respektive signaler som blir mottatt fra hodene. Da hodet 22 er nærmere den drivende ende av akselen 12 vil signalet fra hodet 22 ligge foran signalet fra hodet 24. Fra forforsterkerne går de respektive signaler til presisjons-nullgjennomgangsdetektorer og

-begrensere 40 og 42, og så gjennom deriveringskretser 44 og 46. Utgangen av deriveringskretsen 44 (det foranliggende signal) driver omstillingsinngangen på en bistabil portkrets 48 og utgangen av deriveringskretsen 46 (det etterslepende signal) driver tilbakestillingsinngangen på portkretsen. Utgangen av portkretsen 48 har en bredde lik faseforskjellen eller tidsforsinkelsen mellom nullgjennomgangspunktene for signalene. Utgangen av portkretsen 4 8 går til en pulsbredde/spennings-omformer 5 0 hvis utgang er en likespenning som er proposjonal med dreiemomentet av akselen 12. Utgangen av omformeren 50 driver et dreiemomentmeter 52 som enten kan være et digitalt eller et konvensjonelt panelinstrument. Det kan brukes et potensiometer 54 til å kalibrere dreiémomentmeteret 52 for direkte avlesning.

Utgangen av deriveringskretsen 46 driver også en monostabil multivibrator 56 hvis utgangspulsfrekvens er proposjonal med akselens rotasjonshastighet. En frekvens/spennings-omformer 58 avgir en likespenning som ér proposjonal med akselens rotasjonshastighet for å drive en turteller 60. Et potensiometer 62 er tilkoblet for kalibrering' til direkte avlesning i antall omdreininger pr. minutt.

Dreiemomentspenningen fra omformeren 5 0 går til X-inngangen på en spenningsmultiplikator 64, turtallspenningen fra omformeren 58 går til Y-inngangen på samme. Utgangen av multiplikatoren er X ganger Y og er derfor proposjonal med akselens effekt. Utgangen av multiplikatoren 64 går til et voltmeter 66 kalibrert i effekt (hestekrefter) for direkte avlesning ved hjelp av et potensiometer 68.

Figur 3 viser typiske bølgeformer i forskjellige punkter i regneenheten 14. Bølgeformen er typisk sinusformet, med en frekvens valgt slik at den maksimale dreiemomentsignalbredde målt av hodene 22 og 24 er mindre enn én periode ved avspillings-frekvensen. På figur 3 er bølgeformen fra det ene eller det annet av hodene 22 eller 24 vist ved linjen 70 og utgjør inngangen til forforsterkerne 36 og 38. Utgangen fra forforsterkerne er vist ved linjen 72, og efter kvadrering og klipping ved hjelp av null-gjennomgangsdetektorene og begrenserne 4 0 og henholdsvis 4 2. som vist ved linjen 74. Henholdsvis positive pulser liggende over linjen eller negative pulser liggende under linjen er vist ved linjene 76 og 78 slik som levert fra deriveringskretsene 44 og 46, hvilke pulser kan brukes- tiltrigging av den bistabile portkrets 48. Utgangen av deriveringskretsen 44 som vist på linjen 76 ligger foran utgangen fra deriveringskretsen 46 som vist ved linjen 78, idet forskjellen er proposjonal med akselens dreiemoment. Utgangen av den bistabile portkrets 48 i form av positive bølger som vist ved linjen 80 på figur 3 har samme frekvens som den opprinnelige bølge vist på linjen 70 på samme figur, og en pulsbredde lik en dreiemoment-avhengig tidsforsinkelse mellom nullgjennomgangspunktene for de respektive bølger, og den nevnte pulsbredde er derfor proposjonal med akselens dreiemoment. Utgangen av den monostabile multivibrator 56 er et bølgetog svar-ende til antall omdreininger pr. minutt, slik som vist i linjen 82 på figur 3. Her er frekvensen også den samme som i det opprinnelige bølgesignal som vist på linjen 70, men med en fast pulsbredde som er mindre enn én periode ved det maksimale antall omdreininger pr. minutt.

På figur 4 er det vist en vugge 84 omfattende en stiv konstruksjon 86 med motsatt beliggende ender 88 og innrettet til å definere en plan øvre flate 90 som strekker seg i lengde-retningen mellom de adskilte ringer 18 for plassering av innspillings- og avspillingshoder 22 og 24 plassert ved de respektive ender 88. En nedre konkav f late 92 er definert av den stive konstruksjon 86 og ruller 94 er plassert under denne for rotasjon på aksler 96 montert parallelt med akselen 12, hvilke ruller 94 er innrettet til å rulle i anlegg mot denne aksel med den stive konstruksjon 86 i avstand over denne. Vuggen 84 holdes ved hjelp av fjærer 98 slik at den ikke blir forskjøvet ved rotasjonen av akselen 12. Fjærene 98 er festet til motsatte sider av den stive konstruksjon 86 og til hvilke som helst passende faste punkter nær akselen og vendt mot denne. Vuggen brukes for aksler som har laterale eller longitudinale vibrasjoner eller andre ikke-roterende bevegelser i forhold til lagerhusene 28. Når hodene 22 og 24 i slike tilfeller er festet til de respektive lagerhus 28, vil avspillingen inkludere i faseforskjellene mellom båndene 20 et dreiemomentsignal som skyldes akselens vridning og dessuten signaler bevirket av de nevnte laterale bevegelser av akselen 12.. Ved å plassere hodene på vuggen 84 som følger mulige laterale bevegelser av akselen, vil signaler bevirket av denne laterale bevegelse bli eliminert og feil bevirket av disse blir også eliminert fra de nevnte f asef orskjeller.

Claims (8)

1. Elektronisk transraissjonsdynamometer for be-stemmelse av dreiemoment, antall omdreininger pr. minutt og effekt for en roterende belastet aksel, karakterisert ved: a. en audiosignalgenérator for frembringelse av periodiske signaler med et område av audiofrekvenser; b. separate opptegningsmedia plassert med innbyrdes avstand i aksiell retning og periferisk og påført ikke-magnetisk på akselen for rotasjon sammen med denne; c. et toveis innspillings/avspillingsapparat for mottagning og innspilling av signaler fra signalgeneratoren når akselen roterer uten belastning, på de nevnte separate innspillingsmedia, og for separat å oppfange de innspilte signaler på de nevnte media når akselen roterer under belastning; d. en elektronisk anordning for sekvensmessig å forsterke, derivere og omdanne de oppfangede eller avspilte signaler til pulser med variabel bredde proposjonalt med akselens dreiemoment, og fast bredde proposjonalt med antall omdreininger pr. minutt av akselen, og for å omdanne pulsene med variabel og fast bredde til spenninger proposjonale med akselens dreiemoment og antall omdreininger pr. minutt, og for å multiplisere de proposjonale spenninger for å oppnå en spenning som er proposjonal med akselens effekt, og e. en voltmeteranordning som er kalibrerbar for direkte avlesning av effekt (hestekrefter), dreiemoment og antall omdreininger pr. minutt, for å motta og fremvise resultater av de nevnte proposjonale spenninger.

2. Elektronisk transmisjonsdynamometer ifølge krav 1, karakterisert ved at de nevnte innspillingsmedia er bånd montert på umagnetiske' ringer festet på akselen.

3. Elektronisk transmisjonsdynamometer ifølge krav 1, karakterisert ved at de nevnte innspillingsmedia er magnetisk blekk påført på umagnetiske ringer festet på akselen.

4. Elektronisk transmisjonsdynamometer ifølge krav 1, karakterisert ved at det nevnte toveis innspillings/- avspillingsapparat omfatter to innspillings/avspillings-hoder montert med innbyrdes avstand langs akselen og nær de respektive aksielt adskilte innspillingsmedia.

5. Apparat for innspilling og avspilling som angitt i krav 4, karakterisert ved at de nevnte innspillings/- avspillings-hoder er festet til respektive lagerhus for akselen.

6. Apparat for innspilling og avspilling som angitt i krav 4, karakterisert ved at de nevnte innspillings/avspillingshoder er festet i en vugge som rider på den roterende aksel og fastholdes mot rotasjon med denne ved hjelp av fjærer på tvers av og festet på motsatte sider av vuggen og til respektive faste punkter.

7. Apparat for innspilling og avspilling som angitt i krav 4, karakterisert ved at de nevnte innspillingsmedia og innspillings/avspillings-hodene ikke er i fy-sisk berøring med hverandre, hvorved slitasje på disse innspillingsmedia og hodene blir eliminert.

8. Elektronisk transmisjonsdynamometer ifølge krav 1, karakterisert ved at frekvensen av de bølgesig-naler som leveres av signalgeneratoren er utvalgt fra audiobåndene slik at de nevnte variable og faste pulsbredder er mindre enn én periode ved den'nevnte frekvens.