Динамические методы измерения крутящих моментов

• Автор: Балахнов, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ухта
• Количество страниц: 196 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

1.1. Классификация методов измерении

1.2. Анализ приборов измерения крутящего момента

но энергетике привода

1.3. Метод полной компенсации статических составляющих

по двум каналам измерения

1.4. Классификация средств измерения крутящего момента по энергетическому

состоянию привода

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1

ГЛАВА 2. СКВАЖИНА, КАК ОБЪЕКТ ИЗМЕРЕНИЯ

2.1. Упругодеформационное состояние колонны труб в процессе бурения
2.2. Взаимодействие бурильных труб со стенками скважины
2.2.1. Сжатая часть колонны
2.2.2. Растянутая часть колонны.
2.3. Трение бурильных труб о стенки скважины
2.4. Распределение крутящего момента по длине колонны бурильных труб
2.5. Характер вращения бурильной колонны в скважине.
2.5.1. Вращение сжатой части бурильной колонны
2.5.2. Вращение растянутой части бурильной колонны
2.6. Крутильные автоколебания бурильной колонны
2.7. Затраты мощности на вращение бурильной колонны
2.8. Модели привода
2.8.1. Модель передаточною механизма
2.8.2. Модель рабочего органа
2.8.3. Параметры механической части системы
4.1. Текст программы обработки результатов измерений динамического канала результат коррекции после трансляции в АССЕМБЛЕР i6
П5. Текст программы управления АЦП
ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ


Устройство для измерения крутящего момента на валу асинхронного двигателя [8] в цифровом варианте содержит электродвигатель 1, в фазу питания которого включена первичная обмотка трансформатора тока 2, его вторичная обмотка подключена к регулирующему резистору 3, скользящий контакт и общая шина подключены к лампе накаливания 4 оптрона, а его фогорезистор подключен к времязадаюшей цепи автогенератора 5, выход которого соединен с входом формирователя импульсов 6, подключенного к первому входу схемы "И" 7, а ко второму входу этой схемы подключен выход генератора пусковых импульсов 8, выход схемы "И" соединен с первым входом счетчика импульсов 9, который подключен к блоку деления кода на код, а его выход подключен к цифровому регистратору И. И" , выход которой соединен с первым входом второго счетчика импульсов , а его выход подключен ко второму входу блока деления . Выход генератора пусковых импульсов, кроме подключения ко второму входу первой схемы "И" 7, имеет подключения ко второму входу второй схемы совпадения "И" , к шинам сброса счетчиков 9 и , к шинам управления пуском блока деления и цифрового регистратора . Устройство для измерения крутящего момента на валу асинхронного электродвигателя работает следующим образом. Ток потребления электродвигателя I, пропорциональный его нагрузке, индуцирует напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока 2, пропорциональное мощности двигателя. Часть этого напряжения снимается с регулируемого резистора 3 и подается на лампу накаливания 4 оптрона, фоторсзистор которого включен во времязадающую цепь автогенератора 5, т. Переменное напряжение автогенератора подастся на формирователь прямоугольных импульсов и сформированные импульсы поступают на первый вход схемы совпадения 7. На второй вход схемы 7 подается пусковой импульс от генератора пусковых импульсов 8. Ти. Таким образом за время измерения Ти через схему совпадения "И” 7 проходит определенное число импульсов п, пропорциональное мощности электродвигателя. Эго количество импульсов считывается счетчиком 9, который подготавливается к счету передним фронтом пускового импульса, поступающего на шину сброса. Датчик скорости вращения вала, содержащий источник света , модуляторный диск , фотоприемник и формирователь импульсов , работает следующим образом. Модуляторный диск имеет отверстие и при вращении засвечивает фотоприемпик один раз за один оборот, что позволяет сформировать на выходе формирователя импульсов определенную последовательность частоты, пропорциональную скорости вращения вала . Эти импульсы считываются вторым счетчиком импульсов , выход которого подключен ко второму входу блока деления , к первому входу которого подключен выход первого счетчика 9. По команде пускового импульса, который задним фронтом по шине запуска даст команду на операцию деления, производится деление числа импульсов первого счетчика на число импульсов второго счетчика и результат деления по разрешению пускового импульса фиксируется цифровым регистратором . Так как в устройстве предусмотрено получение результата, как частного отделения п на пг, то увеличение напряжения питания в сети и, как следствие, увеличение скорости вращения вала компенсируются. Рассмотренные варианты методов и устройств . Однако имеется метод, позволяющий получить полную компенсацию статической составляющей ошибки при высокой чувствительности измерения. Метод может быть проиллюстрирован следующим примером [II]. На Рис. Устройство имеет два канала измерения: канал измерения скорости вращения ротора и канал измерения мощности дизеля по температуре выхлопных газов, оба канала измерения реализованы по суммарным дифференцирующим звеньям, что позволяет компенсировать статическую ошибку и при измерении скорости вращения вала и при измерении мощности двигателя. Устройство содержит дизельный двигатель 1, ротор 2 буровой установки, выхлопную трубу 3, термопары 4 и 5, первый датчик скорости 6 (тахогсиератор), конденсатор 7 первой интегрирующей цепи, регулируемое сопротивление 8, второй датчик скорости 9 (тахогсиератор), конденсатор второй интегрирующей цени, регулируемое сопротивление И, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) , лампу накаливания оптрона, фоторезистор оптрона, операционный усилитель , ограничительное сопротивление входа, сопротивление смещения .