190035. lajstromszámú szabadalom • Érzékelő egység hajtónyomatékkal közvetlenül arányos digitális jelsorozat előállítására és nyomatékmérő berendezés betakarítógépek hajtónyomatékának mérésére
190035 középponti szög eloszlásban tetszőleges számú, egybevágó, egy síkban levő, álló és mozgó 4 és 5 jeladó lemezek vannak felszerelve, amelyeknél az álló és a mozgó 4 és 5 jeladó lemezek közötti ívhosszak — azonos sugáron mérve — nyomatékmentes esetben egyenlők, és a 4 és 5 jeladó lemezek ívhosszával, és amelyek előtt egy darab olyan 6 helyzetérzékelőt helyezünk el, amely működés közben érzékeli az előtte elhaladó 4 és 5 jeladó lemezek ívhosszát, valamint érzékeli ezeknek egymáshoz képesti ívhosszváltozását. A szíjtárcsától függetlenül azon kívül elhelyezett 6 helyzetérzékelő 8 jelfeldolgozó egységgel van összekapcsolva. A 6 helyzetérzékelő az előtte elhaladó 4 és 5 jeladó lemezek hatására változtatja meg a kimeneti jelszintjét, mégpedig a példakénti kiviteli alaknál úgy, hogy ha a 4 vagy 5 jeladó lemez előtte van, logikai 1 szintű jelet ad a 8 jelfeldolgozó egységnek, míg a két 4 és 5 jeladólemez közötti hézagnál a 6 helyzetérzékelő kimenő jele nulla lesz. A 4 és 5 jeladó lemezek tehát úgy vannak kialakítva, hogy azoknak a 6 helyzetérzékelő előtt elhaladó részei, például a körgyűrűdkk alakú nyúlványok egybevágóak. A 4 és 5 jeladó lemezek egymáshoz képesti relatív helyzete pedig az 1 agy és a 2 koszorú egymáshoz képesti relatív helyzetének a változásával arányos, amelyek egyébként a 3 rugókkal vannak egymással összekapcsolva. Ha a szíjtárcsával átvitt nyomaték értéke nem haladja meg a rugók vagy az egyéb, itt alkalmazott rugalmas elemek előfeszítéséből adódó minimális nyomatékot, akkor a 4 és 5 jeladó lemezek és a közöttük levő hézag szélessége, illetőleg ívhossza azonos lesz. Egyébként a mérhető nyomaték a 3 rugók cseréjével vagy a 2 rugók előfeszítésének állításával állítható be. A 3. ábrán látható a 6 helyzetérzékelőhöz csatlakoztatható 8 jelfeldolgozó egység, azaz nyomatékmérő berendezés blokkvázlata, ahol a berendezés működésének az a feltétele, hogy a 6 érzékelőből kijövő jelek lényegében digitális IGEN—NEM jelek sorozata legyen, amely arányos a hajtónyomatékkal. Az előbbiekben ismertetett variációban a 6 helyzetérzékelő adott esetben 9 kapuáramkörön keresztül van egy 10 KIZÁRÓ—VAGY kapu egyik bemenetére, valanúnt egy 11 ÉS-kapu egyik bemenetére csatlakoztatva. A 10 KIZÁR—VAGY kapu másik bemenete a 11 ÉS-kapu kimenetéről kapja a jelét, amely 10 KIZÁRÓ—VAGY kapu kimenete össze van kapcsolva a nyomaték kijelzésére kiképezett 18 kijelzővel, amely akár digitális, akár megfelelő átalakítóval ellátott analóg kijelző is lehet. A 11 ÉS-kapu és a 6 helyzetérzékelő közös pontja rá van csatlakoztatva egy 12 differenciáló tag bemenetére is, amelynek kimenete egy 13 R-Sflipflop S bemenetén és Q kimenetén keresztül van a 1 1 ÉS- kapu másik bemenetére kapcsolva. A 1 1 ÉS-kapu kimeneté töltő 15 áramgenerátoron keresztül van egy 16 komparátor bemenetére kapcsolva, amely 16 komparátor bemeneté össze van még kapcsolva egy C kondenzátorral és eg)' kisütő 14 áramgenerátor kimenetével is. amely kisütő 14 áramgenerátor bemenete a 13 R-S flip-flop R bemenetén és Q kimenetén keresztül van a 16 komparátor kimenetére csatlakoztatva. A mérőberendezés működését a mellékelt 4. ábra segítségével érthetjük meg részletesebben, ahol az egyes egységek 5 kimenő jelei vannak az idő függvényében, valamint a 6 helyzetérzékelő előtt elhaladó 4 és 5 jeladó lemezek egymáshot képesti helyzetének függvényében bemutatva. A mérőberendezés működése a következő: A nyomatékmérő berendezés vizsgálatát egy olyan időpillanatban kezdjük el, amikor az áramkörök alaphelyzetben vannak, azaz a 6 helyzetérzékelő kimenő U6 jele nulla, vagyis a 4 vagy 5 jeladó lemez nem tartózkodik a 6 helyzetérzékelő előtt. Amikor a 4 vagy 5 jeladó lemez a 6 helyzetérzékelő elé kerül, akkor U6 logikai 1 szintre ugrik. Az első periódusban, amikor az átvitt nyomaték még kicsi, a szíjtárcsán levő 4 és 5 jeladó lemezek jel-szünet aránya egyenlő. A 6 helyzetérzékelő bemenetére jutó pozitív feszültségimpulzus (logikai 1 szint) hatására a 10 KIZÁRÓ—VAGY kapu bemenete a 9 kapuáramkörön keresztül szintén a logikai 1 szintre kerül. Ugyanerre a logikai 1 szintre kerül all ÉS-kapu, valamint a 12 differenciáltag egyik bemenete is. Mivel all ÉS-kapu második bemenete a 13 R—S flip-flop alaphelyzetéből következően szintén a logikai 1 szinten van, all ÉS-kapu kimenete is logikai 1 szintre kerül. Ez látható a 4. ábrán is, ahol a 13 R—S flip-flop Q kimenete és a 6 helyzetérzékelő kimenete azonos logikai 1 szinten van, és ekkor all ÉS-kapu kimenete is logikai 1 szintre kerül. Ennek következtében, mivel a 10 KIZÁRÓ—VAGY kapu két bemenete egyszerre kap logikai 1 szintet, a 18 kijelzőhöz csatlakozó kimeneté megmarad a logikai nulla. Ez azt jelenti, hogy a 4 és 5 jeladó lemezek közötti távolság nem változott, azaz a hézagok egyenletesen oszlanak el. Akkor amikor a 11 ÉS-kapu kimenetén megjelenik a logikai 1 jel, az működésbe hozza a töltő 15 áramgenerátort, adott esetben egy kapcsoló segítségével, és a C kondenzátort a 15 áramgenerátor tölteni kezdi. Ezt mutatja a 4. ábrán az Uc feszültség változása. Az Uc feszültség rá van csatlakoztatva egy 16 komparátor bemenetére, és azt annak komparálási szintjének elérésekor átbillenti, ahogy ezt az UJ6 is mutatja a 4. ábrán. Ekkor a 16 komparátor U16 kimenő feszültsége logikai 1 szintre billen át. A C kondenzátor egyébként mindaddig töltődik, míg a 4 vagy 5 jeladó lemez a 6 helyzetérzékelő előtt van, azaz a 6 helyzetérzékelő kimenetén a logikai 1 jel van. Amikor a 6 helyzetérzékelő jele visszabillen a logikai nulla szintre, akkor a 12 differenciáló tagon keresztül a 13 R-S flip-flop beíródik. A 11 ÉS-kapu kimente a 13 R—S flip-flop Q kimenetéről kapott jele hatására logikai nullára kerül. Ezzel egyidejűleg azonban a 10 KIZÁRÓ-VAGY kapu két bemenete is egyszerre vált nullára, és így a kimenetén levő U10 jel szintén nulla marad. A 11 ÉS-kapu kimenetén levő logikai nulla jel megszünteti a C kondenzátor töltését, és az Uç feszültség fokozatosan csökkenni kezd azáltal, hogy a 13 R-S flip-flop Q kimeneté a kisütő 14 áramgenerátort kapcsolja a C kondenzátorra. A 14 áramgenerátor úgy van beállítva, hogy azonos jel-szünet aránynál a C kondenzátor lineárisan csökkenő feszültsége akkor érje el a 16 komparátor alsó billenési szintjét, anákor a 6 helyzetérzékelörój érkező jel ismételten a logikai 1 szintre billen át. Ekkor a 16 komparátor kimenete logikai nulla szintre billen, és ez törli a 13 R-S flip-flopot az 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
