DE3910454A1 - Vorrichtung zur erfassung eines drehmomentes fuer ein elektrisches oszillationsdynamometer - Google Patents
Vorrichtung zur erfassung eines drehmomentes fuer ein elektrisches oszillationsdynamometerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen eines
Drehmomentes für ein elektrisches Oszillationsdynamometer.
In der JP-B 58-25 217 und der JP-B-62-26 699 werden Vorrich
tungen beschrieben, die die Größe eines Drehmomentes bei
Oszillationsdynamometern erfassen.
Derartige Dynamometer werden verwendet, um verschiedene Über
prüfungen des Verhaltens einer zu untersuchenden Einrichtung
durchzuführen, z.B. eines Motors, durch Einstellen einer
Brems- und/oder Antriebskraft eines Elektromotors, usw.,
gegen ein Drehmoment und/oder eine Trägheitskraft, die durch
die zu untersuchende Einrichtung erzeugt werden.
Ein solches Dynamometer ist ein Oszillationsdynamometer mit
einem Drehmoment-Steuersystem für einen Elektromotor, wobei
ein zur Ermöglichung freier Oszillation durch eine schweben
de Vorrichtung abgestützter Oszillator eine Rotationskraft
aufnimmt, diese in eine Zugspannung gewandelt wird, die in
einer Belastungszelle erzeugt wird durch Anlegen eines Dreh
momentarmes, der vom Oszillator absteht, und ein Drehmoment-
Erfassungssignal, das aus der Zugspannung aus der Belastungs
zelle verstärkt wird und als ein Rückkoppelsignal des durch
den Elektromotor gebildeten Drehmoment-Steuersystems dient.
Bei dem beschriebenen elektrischen Oszillationsdynamometer
wurde das Ansprech-Verhalten des Drehmoment-Steuersystemes,
das das Dynamometer benutzt, infolge der Verzögerungen der
Zugspannungserfassung in der Belastungszelle und dem zugeord
neten Zugspannungsverstärker, der später beschrieben wird,
verschlechtert infolge der Trägheit des Oszillators und von
Brummerscheinungen, Vibrationen und Rauschen durch natürli
che Vibrationen der Belastungszelle und des Gummielementes
zur Unterdrückung von Schwingungen in dem Drehmoment-Erfas
sungssignal.
Diese Nachteile werden grundsätzlich durch Vibrationen ver
ursacht, die infolge der Trägheit des Oszillators erzeugt
sind. Bei den angegebenen japanischen Patentschriften werden
die durch die Trägheit des Oszillators erzeugten Vibrationen
erfaßt und die erfaßten Vibrationen zu den festgestellten
Drehmoment-Größen mit umgekehrter Polarität zu einem Aus
gangssignal addiert, das von der Lastzelle abgeleitet wird,
so daß in dem Ausgangssignal der Lastzelle enthaltene un
nötige Signalkomponenten beseitigt werden.
Die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach den angegebenen
japanischen Patentschriften besitzen jedoch die nachfolgend
beschriebenen Nachteile.
Die beschriebene Drehmoment-Erfassungsvorrichtung enthält
einen Beschleunigungsfühler, der an dem vom Oszillator ab
stehenden Drehmomentarm installiert ist, um eine Beschleuni
gung der Lastzelle in der Richtung, in der das Gewicht
wirkt, zu erfassen. Das Beschleunigungs-Erfassungssignal
wird benutzt, um das Ausgangssignal der Lastzelle zu korri
gieren. Die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung enthält weiter
einen Zugspannungsverstärker, der das Ausgangssignal der
Lastzelle in einen entsprechenden Drehmomentfühler-Spannungs
bereich übersetzt, einen weiteren mit dem Beschleunigungsfüh
ler verbundenen Verstärker, um das Erfassungssignal des Be
schleunigungsfühlers zu verstärken, und eine Koeffizient-
Festsetz/Addier-Schaltung, die mit dem anderen Verstärker
über ein Filter und eine Kleinpegelsignal-Beseitigungsschal
tung verbunden ist, um einen Koeffizienten zu berechnen, der
mit dem verstärkten Beschleunigungs-Erfassungssignal zu kom
binieren ist, sowie einen Addierer, um das mit dem Koeffi
zienten verbundene Beschleunigungs-Erfassungssignal zu der
Drehmoment-Erfassungsspannung zu addieren, die von dem Zug
spannungsverstärker abgeleitet ist, und um das addierte Si
gnal als ein Drehmoment-Erfassungs-Ausgangssignal abzugeben.
Obwohl die beschriebene Drehmoment-Erfassungsvorrichtung
eine bemerkenswerte Verbesserung der Meßgenauigkeit des in
folge von Variationen des Nullpunktes reduzierten Drehmomen
tes ergibt, wodurch das Ansprech-Verhalten des Drehmoment-
Erfassungssignales von der Drehmoment-Erfassungsvorrichtung
verbessert wird, muß ein mittels des Niedrigpegel-Beseiti
gungs-Kreises beschnittener Signalpegel vergrößert werden,
wenn eine das Ausgangssignal des Beschleunigungsfühlers
beeinflussende Temperaturänderung so groß wird, daß der Null
punkt des Drehmoment-Erfassungssignales von dem wirklichen
Nullpunkt abweicht.
Deswegen werden alle Erfassungssignale, deren Pegel kleiner
als ein Abschneidepegel ist, der mittels der Niedrigpegel-
Signalkomponenten-Eliminationsschaltung festgesetzt wird,
beseitigt. Zusätzlich wird eine korrekte Drehmoment-Wellen
form des Erfassungs-Ausgangssignales des Addierers verzerrt
infolge eines abgeschnittenen Realbeschleunigungs-Erfassungs
signales, wenn das an der Lastzelle anliegende Drehmoment
mit seinem Pegel eine gewisse Größe übersteigt, obwohl die
Vorrichtung wirksam wird, das Drehmoment bei Zuständen zu
erfassen, bei denen eine Stoßabsorption innerhalb eines Spal
tes zwischen einer Messerkante des Drehmomentarmes und der
Lastzelle auftritt, wobei die Messerkante mit vorgesehenem
Spalt in die Lastzelle eingepaßt ist.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Vorrichtung zum Erfassen eines Drehmomentes für ein elektri
sches Dynamometer zu schaffen, die ein Beschleunigungs-Erfas
sungssignal über einem breiten Frequenzbereich ohne Verzer
rung genau erfassen kann, wobei Verbesserungen des Ansprech-
Verhaltens und erhöhte Genauigkeit des Drehmomenterfassungs-
Ausgangssignales erreicht werden.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß eine Vorrichtung zum
Erfassen eines Drehmomentes bei einem elektrischen Oszilla
tionsdynamometer geschaffen wird, welche umfaßt: a) einen
Fühler zum Erfassen einer Beschleunigung einer Lastzelle des
Dynamometers in einer Richtung, in der ein Gewicht auf die
Lastzelle aufgebracht wird, b) einer Gleichspannungs-Signal
komponenten-Beseitigungsschaltung zur Beseitigung von Signal
komponenten, die von dem Fühler abgeleitet werden und in der
Nähe eines Gleichspannungssignales liegen, c) eine Koeffi
zienten-Festsetz/Addierschaltung zum Festsetzen eines der
Oszillatorträgheit zugeordneten Koeffizienten und zum Ablei
ten eines Beschleunigungsdrehmomentes des Oszillators vom
Ausgangssignal der Gleichspannungssignalkomponenten-Beseiti
gungsschaltung, d) einer Drehmoment-Erfassungsschaltung zum
Erfassen einer von einem Drehmomentarm eines Oszillators des
Dynamometer aufgenommenen Kraft und zum Ausgeben des die er
faßte Kraft repräsentierenden Signals und e) einem ersten
Addierer zum Addieren des die erfaßte Kraft repräsentieren
den Signals und eines Ausgangssignals der Koeffizienten-
Festsetz/Addierschaltung zum Schaffen eines Erfassungssigna
les für ein von dem Oszillator abgeleitetes Drehmoment.
Das angegebene Ziel kann auch erreicht werden durch Schaffen
einer Vorrichtung zum Erfassen einer Drehmomentgröße für ein
elektrisches Oszillationsdynamometer mit a) einem Fühler zum
Erfassen einer Beschleunigung einer Lastzelle des Dynamome
ters in einer Richtung, in der eine Last auf die Lastzelle
aufgebracht wird, b) einer Gleichspannungssignalkomponenten-
Beseitigungsschaltung zum Beseitigen einer Gleichspannungs
signalkomponente des Erfassungssignales des Detektors und
vom Detektor abgeleiteter Signalkomponenten, die sich in der
Nähe der Gleichspannungssignalkomponente befinden, c) einer
Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung zum Feststellen eines
der Oszillatorträgheit zugeordneten Koeffizienten und zum
Ableiten eines Beschleunigungsdrehmomentes des Oszillators
von dem Ausgangssignal der Gleichspannungssignalkomponenten-
Beseitigungsschaltung, d) einem Drehmoment-Erfassungskreis
zum Erfassen einer von einem Drehmomentarm eines Oszillators
des Dynamometers aufgenommenen Drehmomentes und zum Ausgeben
des die erfaßte Kraft repräsentierenden Signals und e) einem
ersten Addierer zum Addieren des die erfaßte Kraft repräsen
tierenden Signales mit einem Ausgangssignal der Koeffizien
ten-Festsetz/Addierschaltung, zur Schaffung eines Erfassungs
signales eines von dem Oszillator abgeleiteten Drehmomentes.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei
spielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1(A) eine schematische Darstellung eines elektrischen
Oszillationsdynamometers für den Anwendungsfall
einer Drehmoment-Erfassungsvorrichtung erfindungs
gemäßer Art,
Fig. 1(B) eine schematische Darstellung eines Eingriffsab
schnittes einer Messerkante eines Drehmomentarmes
mit einer Lastzelle aus Fig. 1(A), und
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild der Drehmoment-
Erfassungsvorrichtung nach einer bevorzugten Aus
führung der vorliegenden Erfindung.
Nach Fig. 1(A) und 1(B) wird ein Oszillator 1 über eine
hydraulische Schwebelagerung 2 abgestützt, um ein Oszillie
ren des Oszillators 1 an der Schwebelagerung 2 zu erlauben.
Eine Endspitze eines Drehmomentarmes 3, der vom Oszillator
1 absteht, ist mit einem Aufnahmearm 7 einer Lastzelle 6
verbunden, die mit einem Gummielement 5 zur Schwingungsdäm
pfung auf einem Bett 4 befestigt ist.
Der Drehmomentarm 3 und der Aufnahmearm 7 sind über eine Mes
serkante 3 a und Paßöffnungen 7 a miteinander verbunden. Die
Messerkante 3 a nach Fig. 1(B) verhindert bei der Lastzelle 6
ein Abweichen des Nullpunktes im Lastzellen-Ausgangssignal
und ebenso eine Genauigkeitsverminderung des Lastzellen-Aus
gangssignales infolge eines Aufbringens eines Biegemomentes
auf die Lastzelle 6.
Die Verbindung zwischen dem Drehmomentarm 3 und dem Aufnahme
arm 7 über Spalte absorbiert ein entstehendes Biegemoment,
das durch Oszillationsänderung in Axialrichtung des Oszilla
tors 1 verursacht wird und durch eine unausgeglichene
Temperaturänderung des Dynamometers selbst.
Ein Beschleunigkeitsfühler 10 ist an dem Drehmomentarm 3 an
gebracht, um die Beschleunigung der Lastzelle 6 in Gewichts
belastungsrichtung der Lastzelle 6 zu erfassen. Das Beschleu
nigungs-Erfassungssignal korrigiert das Erfassungssignal der
Lastzelle 6, wie später beschrieben wird.
Die Abhängigkeit zwischen einer auf die Lastzelle 6 übertra
genen Kraft und der von der Lastzelle 6 aufgenommenen Dreh
momentgröße wird nachfolgend definiert:
F=T/L (1)
F ¹=Kx (2)
W=J/L² (3)
In den Gleichungen (1) bis (3) bezeichnet F eine durch das
im Dynamometer erzeugte Drehmoment hervorgerufene Kraft an
der Spitze des Drehmomentarmes 3, wobei diese Kraft auf
beide Enden der Lastzelle 6 einwirkt, F 1 die auf die Last
zelle 6 übertragene Kraft W eine Umwandlung der Oszillator
trägheit in ein Massengewicht an der Drehmomentarm-Spitze
(Angriffspunkt der Lastzellenkraft), wobei die Oszillator
trägheit auf beide Enden der Lastzelle 6 einwirkt, T das
durch die Lastzelle erzeugte Drehmoment, J das Trägheitsmo
ment des Oszillators, L den Abstand von der Spitze des
Drehmomentarmes zum axialen Zentrum des Dynamometers, und x
eine Äquivalentverschiebung des Oszillators.
Mit den in den Gleichungen (1) bis (3) bezeichneten Beziehun
gen wird die nachfolgende Gleichung zwischen der tatsächlich
auf die Lastzelle 6 übertragenen Kraft und dem erzeugten
Drehmoment des Dynamometers abgeleitet:
T/L+Wd²x/dt²-Kx=0 (4)
Durch Einsetzen der Gleichungen (2) und (3) in die Gleichung
(4) ergeben sich folgende Gleichungen:
T/L+J/L²d²x/dt²-F¹=0 (5)
T/L=F¹-J/L²d²x/dt² (6)
Die Gleichung (6) kann so verändert werden, daß sich ergibt:
T=(F¹-J/L²d²x/dt²)x L (7)
Durch weiteres Abwandeln der Gleichung (7) kann das erzeugte
Drehmoment T des Dynamometers wie folgt ausgedrückt werden:
T=F¹L-J/L d²x/dt² (8)
Der erste Ausdruck der rechten Seite der Gleichung (8) be
zeichnet das aktuelle Drehmoment-Erfassungssignal, und das
zweite Glied der rechten Seite der Gleichung (8),
d.h. J/L d 2 x/dt 2, ist der durch den Beschleunigungsfühler 10
erfaßte Wert der Beschleunigung der Oszillatorträgheit. Wie
sich aus der Gleichung (8) ergibt, ist die reale Größe des
durch das Dynamometer erzeugten Drehmomentes die Differenz,
die sich ergibt, wenn man das Produkt der Erfassungsgröße
der Oszillatorträgheitsbeschleunigung von der durch die Last
zelle 6 aufgenommenen tatsächlichen Drehmomentgröße abzieht.
Der Aufbau des elektrischen Oszillationsdynamometers wird
durch die JP-Patentschriften 58-25 217 und 62-26 699 darge
stellt.
In Fig. 2 ist ein Zugspannungs-Verstärker 11, der an die
Lastzelle 6 angeschlossen ist, zur Verstärkung des Ausgangs
signals der Lastzelle 6 zu einer Drehmomentsignalspannung
dargestellt. Der Zugspannungs-Verstärker 11 benutzt Dehn
drahtverfahren, Magnetostriktionsverfahren oder piezoelektri
sche Verfahren, je nach dem Erfassungsverfahren für die Bela
stung der Lastzelle 6.
Ein Verstärker 12 ist an dem Beschleunigungsfühler 10 ange
schlossen. Ein Filter 13 beseitigt Beschleunigungssignal-
Komponenten, die außerhalb eines erforderlichen Frequenzbe
reiches liegen. Eine Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung
15 setzt den Koeffizienten fest, der zur Ableitung der Be
schleunigungskraft dient, welche einer Änderungsrate der Ge
schwindigkeit der Oszillatorträgheit entspricht. Der Koeffi
zient dieser Schaltung 15 wird (empirisch) entsprechend der
Oszillatorträgheit und des Aufbaus des Beschleunigungsfüh
lers bestimmt.
Eine Addierschaltung 16 wird durch einen Operationsverstär
ker gebildet und besitzt eine positive Eingangsklemme, an
der der Zugspannungs-Verstärker 11 angeschlossen ist, und
eine negative Eingangsklemme, an der die Koeffizienten-Fest
setz/Addierschaltung 15 angeschlossen ist. Der Addierer 16
addiert die Ausgangssignale der Schaltung 15 und des Verstär
kers 11, um so die reale Drehmomentgröße des Dynamometers ab
zuleiten. Eine Beseitigungsschaltung 17 für Gleichspannungs-
Signalkomponenten ist zwischen das Filter 13 und die Schal
tung 15 eingesetzt. Diese Gleichspannungskomponenten-Besei
tigungsschaltung 17 enthält einen Addierer, einen Integrator
mit einem Referenzwert Null und einen an den Integrator ange
schlossenen invertierenden Verstärker.
Der Addierer der Schaltung 17 besteht aus einem Operations
verstärker O A 1 mit einem Verstärkungsfaktor 1 und Widerstän
den R 1, R 2 und R 3. Der Integrator besteht aus einem Opera
tionsverstärker O A 2, einem Kondensator C 1 und Widerständen R
4 und R 5. Der invertierende Verstärker besteht aus einem
Operationsverstärker O A 3.
Wenn der Ausgangssignalpegel des Filters 13 sich langsam
ändert, wird die Änderung des Ausgangssignals des Operations
verstärkers O A 1 durch den Integrator O A 2, C 1, R 4 und R 5 er
faßt und durch den Verstärker O A 3 invertiert. Das invertier
te Ausgangssignal des invertierenden Verstärkers wird dann
im Addierer addiert, und zwar mit umgekehrter Polarität zum
Ausgangssignal des Filters 13. Damit wird der Ausgangspegel
des Addierers immer am Pegel Null gehalten. Es ist darauf
hinzuweisen, daß bei einer Änderung des Ausgangssignals des
Filters 13 mit genügend kleiner Periode im Vergleich zur
Zeitkonstante des Integrators das Ausgangssignal des Filters
direkt am Ausgang auftritt und an die Koeffizienten-Fest
setz/Addierschaltung 15 weitergeleitet wird.
Wenn so das erzeugte Drehmoment vom Oszillator 1 konstant
ist, wird die Versetzung der Lastzelle 6 konstant sein.
Gleichzeitig muß der Ausgangssignalpegel des Beschleunigungs
fühlers 10 notwendigerweise Null werden. Falls der Ausgangs
signalpegel des Beschleunigungsfühlers 10 vom Nullpunkt ab
weicht, dient die Gleichspannungs-Signalkomponenten-Beseiti
gungsschaltung 17 dazu, auf Pegel Null zu korrigieren.
Wenn andererseits die Schwingung des Oszillators 1, die zur
Erzeugung des Drehmomentes des Oszillators gehört, konstant
ist, wird das Erfassungssignal des Beschleunigungsfühlers
10, das aufgrund der Schwingung erscheint, nicht durch die
Gleichspannungs-Signalkomponenten-Beseitigungskreis 17 ge
nullt, sondern direkt an die Koeffizienten-Festsetz/Addier
schaltung 15 übertragen. Das durch den Oszillator erzeugte
Beschleunigungsdrehmoment wird durch das Ausgangssignal der
Schaltung 15 über den Addierer 16 korrigiert. Demzufolge
kann die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung das durch das Dy
namometer erzeugte Drehmoment bis zu einem Frequenzbereich
von über 30 Hz ohne Verzerrung des Drehmoment-Erfassungssi
gnals erfassen.
Der Betrieb der Gleichspannungssignalkomponenten-Beseiti
gungsschaltung 17 wird im einzelnen mit Bezug auf Fig. 2
weiter erläutert.
Die Widerstände R 4 und R 5 sind Eingangswiderstände für den
Operationsverstärker O A 2 und dienen als eine Art Komparator.
Der Kondensator C 1 läßt den Operationsverstärker O A 2 als
Integrator arbeiten, so daß der Integrator als ein Verstär
ker dient, der nur die Gleichspannungssignalkomponente ver
stärkt. Der invertierende Verstärker O A 3 dient dazu, das
Ausgangssignal des Operationsverstärkers O A 2 mit umgekehrter
Polarität zu dem vom Filter 13 abgeleiteten Eingangssignal
zu addieren. Die Schaltung 17 wirkt als Rückkoppelkreis zur
automatischen Nullstellung des Gleichspannungspegels an der
Ausgangsklemme der Schaltung 17, und der Widerstand R 5 wirkt
als Eingang eines Nullstellungskreises. Ein Signal, dessen
Frequenz eine Grenzfrequenz überschreitet, die durch die
Widerstände R 4 und R 5 und den Kompensator C 1 bestimmt ist,
wird an der Ausgangsklemme der Schaltung 17 abgegeben.
Obwohl ein Signal, dessen Frequenz in der Nähe der Grenzfre
quenz liegt, mehr oder weniger geschwächt wird, werden fast
alle solche Signale, deren Frequenz dreimal bis fünfmal so
hoch wie die Grenzfrequenz liegt, von der Ausgangsklemme der
Schaltung 17 abgegeben.
Deswegen werden solche Beschleunigungssignale zur Korrektur
einer Ausgangsverzögerung, die durch ein Oszillationssystem
erzeugt werden, das durch die Lastzelle oder den Oszillator
gebildet wird, und zum Ausgleich eines Vibrationsdrehmomen
tes, das an der Lastzelle infolge eines Resonanzphänomens
auftritt, mit geringer Verzerrung ausgegeben, so daß das
Ansprechverhalten der gesamten Drehmoment-Erfassungsvorrich
tung verbessert ist.
Die Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungsschaltung
wird so allgemein gebildet durch einen Addierer, der das Aus
gangssignal vom Filter 13 zu dem Ausgangssignal des invertie
renden Verstärkers addiert, den invertierenden Verstärker
selbst, wobei das Ausgangssignal des Addierers gleichzeitig
das der gesamten Schaltung 17 ist, ein Tiefpaßfilter zum
Durchleiten nur der Gleichspannungssignalkomponenten des Aus
gangssignales des Addierers, und einen Subtraktor zum Subtra
hieren des Massepegels von dem Ausgangssignal des Tiefpaßfil
ters und zum Ausgeben des Differenzresultates an den inver
tierenden Verstärker.
Der Aufbau der Schaltung 17 kann auch noch abgeändert
werden.
Wie vorstehend beschrieben, werden bei der erfindungsgemäßen
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung die Gleichspannungssignal
komponenten von dem Beschleunigungs-Erfassungssignal des
Beschleunigungsfühlers so beseitigt, daß die hochansprechen
de Charakteristik für die Drehmomenterfassung sichergestellt
werden kann, und das die Herabminderung der Erfassungsge
nauigkeit des Drehmomentes infolge von Temperaturänderungen
in dem von dem Beschleunigungsfühler stammenden Beschleuni
gungssignal verhindert werden können.
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Erfassen eines Drehmomentes für ein elek
trisches Oszillationsdynamometer, gekennzeichnet durch:
- a) einen Fühler (10) zum Erfassen einer Beschleunigung einer Lastzelle (6) des Dynamometers in einer Rich tung, in der eine Gewichtslast auf die Lastzelle über tragen wird,
- b) eine Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungs schaltung (17) zum Eliminieren von Signalkomponenten, die von dem Fühler (10) abgeleitet werden und in der Nähe eines Gleichspannungssignales sind,
- c) eine Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung (15) zum Festsetzen eines der Oszillatorträgheit zugeordneten Koeffizienten und zum Ableiten eines Beschleunigungs drehmomentes des Oszillators aus dem Ausgangssignal der Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungsschal tung (17),
- d) eine Drehmoment-Erfassungsschaltung (6, 11) zum Erfas sen einer von einem Drehmomentarm (3) eines Oszilla tors (1) des Dynamometers erhaltenen Kraft und zur Aus gabe des die erfaßte Kraft repräsentierenden Signales und
- e) einen ersten Addierer (16) zum Addieren des die erfaß te Kraft repräsentierenden Signales mit einem Ausgangs signal der Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung (17) zur Schaffung eines Erfassungssignales eines von dem Oszillator abgeleiteten Drehmomentes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungsschal
tung (17) einen zweiten Addierer (O A 1, R 1, R 2, R 3) ent
hält, der zwischen der Drehmoment-Erfassungsschaltung
(10, 12, 13) und der Koeffizienten-Festsetz/Addierschal
tung (15) angeschlossen ist, einen zwischen dem zweiten
Addierer und der Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung
angeschlossenen Integrator (O A 2, C 1, R 4, R 5) und einen
zwischen dem zweiten Addierer und dem Integrator
angeschlossenen invertierenden Verstärker (O A 3).
3. Vorrichtung zum Erfassen einer Drehmomentgröße eines elek
trischen Oszillationsdynamometers, gekennzeichnet durch
- a) einen Fühler (10) zum Erfassen einer Beschleunigung einer Lastzelle (6) des Dynamometers in einer Rich tung, in der Gewicht auf die Lastzelle übertragen wird,
- b) eine Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungs schaltung (17) zum Eliminieren einer Gleichspannungs signalkomponente des Erfassungssignals des Fühlers und Signalkomponenten, die, von dem Fühler abgeleitet, sich in der Nähe der Gleichspannungssignalkomponente befinden,
- c) eine Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung (15) zum Festsetzen eines der Oszillatorträgheit zugeordneten Koeffizienten und zum Ableiten eines Beschleunigungs drehmomentes des Oszillators aus dem Ausgangssignal der Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungs schaltung (17),
- d) einen Drehmoment-Erfassungskreis (6, 11) zum Erfassen einer von einem Drehmomentarm (3) eines Oszillators (1) des Dynamometers übertragenen Kraft und zum Aus geben eines für die erfaßte Kraft repräsentativen Signales und
- e) einen ersten Addierer (16) zum Addieren des die erfaß te Kraft repräsentierenden Signales mit einem Ausgangs signal der Koeffizienten-Festsetz/Addierschaltung (15) zur Schaffung eines Erfassungssignales für ein von dem Oszillator (1) abgeleitetes Drehmoment.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleichspannungssignalkomponenten-Beseitigungsschal
tung einen zweiten Addierer umfaßt mit einer positiven
Eingangsklemme, an die die Drehmoment-Erfassungsschaltung
angeschlossen ist, und einer negativen Eingangsklemme, an
der ein invertierendes Verstärker angeschlossen ist, als
Subtrahierer, und bei der ein Tiefpaßfilter zwischen der
Ausgangsklemme des zweiten Addierers und dem Subtrahierer
angeschlossen ist, wobei der Subtrahierer den Massepegel
von dem Ausgangssignal des Tiefpaßfilters abzieht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Addierer einen ersten Operationsverstärker
(O A 1) enthält, bei dem eine negative Eingangsklemme über
einen ersten Widerstand (R 1) an eine Ausgangsklemme ange
schlossen ist, über einen zweiten Widerstand (R 2) an eine
Ausgangsklemme eines Filterkreises (13) der Drehmoment-
Erfassungsschaltung angeschlossen ist, und an einen
dritten Widerstand (R 3), wobei der invertierende Verstär
ker einen zweiten Operationsverstärker (O A 3) enthält,
dessen Ausgangsklemme an dem dritten Widerstand ange
schlossen ist, und der Subtrahierer einen vierten, an der
Ausgangsklemme des ersten Operationsverstärkers (O A 1) an
geschlossenen Widerstand (R 4) umfaßt und einen an Masse
liegenden fünften Widerstand (R 5) und der Integrator
einen dritten Operationsverstärker (O A 2) umfaßt, bei dem
eine negative Eingangsklemme über einen Kondensator (C 1)
mit seiner Ausgangsklemme verbunden ist.
6. Verfahren zum Erfassen einer Drehmomentgröße eines elek
trischen Oszillationsdynamometers, dadurch gekennzeich
net, daß
- a) der Beschleunigungswert einer Belastungszelle des Dynamometers in einer Richtung erfaßt wird, in der ein Gewicht auf eine Lastzelle übertragen wird,
- b) daß eine Gleichspannungssignalkomponente des Erfas sungssignals des Detektors beseitigt wird und im Schritt a) abgeleitete Signalkomponenten beseitigt werden, die sich in der Nähe der Gleichspannungssignal komponente befinden,
- c) daß ein der Oszillatorträgheit zugeordneter Koeffi zient festgesetzt wird und ein Beschleunigungsdreh moment des Oszillators abgeleitet wird aus dem in Schritt b) abgeleiteten Ausgangssignal,
- d) daß eine von einem Drehmomentarm eines Oszillators des Dynamometers erhaltene Kraft erfaßt wird und ein die erfaßte Kraft repräsentierendes Signal ausgegeben wird, und
- e) daß das die erfaßte Kraft repräsentierende Signal und ein im Schritt c) abgeleitetes Ausgangssignal addiert werden, um ein Erfassungssignal eines von dem Oszilla tor abgeleiteten Drehmomentes zu schaffen.
Applications Claiming Priority (1)
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