Магнитоупругий датчик крутящего момента

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз CoBBTcKNx

Социалистических

Республик

« >1 000797

)1

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.10 ° 81 (21) 3341914/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.0283. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 2802ЯЭ (51) М. Кд.з

G 01 L 3/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий ($3) УДК 531.781 (088.8) /

С.A,Манукян, П.A.Øèpèíÿí и А .А.Гамбарнй. - :.

j /

Ереванский политехнический инстнТу"ы- цм. К. -Маркс (72) Авторы изобретения (7)) Заявитель (54) МАГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента, передаваемого вращающимся валом.

Известен электромагнитный торсиометр, содержащий электромагниты, расположенные с зазором над поверхностью контролируемого вала и ориентированные в направлениях возбуждаемых в валу положительных и отрицательных механических напряжений, измерительсную схему с усилителем и регистратор (1) .

Однако данный торсиометр не обеспечивает требуемой чувствительности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является магнитоупорный датчик крутящего момента, содержащий вал и кольцевой статор с радиально расположенными полюсами, на которых размещены намагничивающие катушки, и П-образными сердечниками, расположенными вдоль образующей вала, на которых размещены измерительные катушки (2).

Недостатком известного датчика также является низкая чувствительность.

Цель изобретения — повышение чув. ствительности, Указанная цель достигается тем, 5 что вал выполнен из неферромагнитно-, го материала и снабжен ферромагнитными рамами в виде квадратов, расположенными по окружности вала, число которых равно числу полюсов, причем одна из диагоналей квадратов паралк лельна образующей вала.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого датчика) на фиг. 2 — разрез A A на фиг. 11; на фиг. 3 - цепь замыкания магнитных потоков между парой полюсов.

Магнитоупругий датчик крутящего момента (фиг. 1) содержит неферро" магнитный вал 1 с магнитоупругими элементами (рамами) 2, чувствитель; ными к деформации, и кольцевой статор 3 из листовой трансформаторной стали с внутренними радиально расположенными выступами (полюсами) 4, на которых намотаны намагничивающие катушки 5, питаемые переменным током, и П-образными сердечниками б, на которых намотаны измерительные катушки 7. Рамы 2 выполнены в виде квадратов, одна из диагоналей которых параллельна образующей вала. Число

1000797 рам рав но числу полюсов кольцевого статора. Намагничивающие катушки соединены последовательно таким образом, чтобы полюсы чередовались. Измерительные катушки соединены также последовательно..

Датчик рабоатет следующим образом.

При отсутствии крутящего момента, когда точки а и с находятся под полюсами 4 статора (фиг. 2), магнитные потоки замыкаются через участки аЬс и adc рамы. Рама представляет собой магнитный мост аЬсй, который уравновешен. Через сердечник 6 (фиг. 2) магнитный поток отсутствует, На выходе измерительной катушки напряжение равно нулю.

При действии крутящего момента изменяется магнитная проницаемость материала рамы, причем в направле- 7() ниях, в которых вал испытывает деформацию сжатия (участки аЬ и <2с рамы), магнитная проницаемость уменьшается, а в направлениях деформации растяжения: — увеличивается (участки 25

ad u bc рамы). Вследствие этого магнитные сопротивления участков аЬ и

dc увеличиваются, а участков ad u

bc уменьшаются. Уравновешенное состояние магнитного моста аЬсй наруша- у) ется. Между точками Ь и d возникает разность магнитных потенциалов. Через сердечник 6 протекает магнитный поток. В измерительной катушке индуктируется напряжение, пропорциональ- З5 ное величине крутящего момента.

При изменении знака момента изменяется направление магнитного потока через сердечник б измерительной ка» тушки, а следовательно, изменяется на 180 фаза выходного напряжения, Использование в предлагаемом дат чике феррОмагнитных рам, расположенных по окружности вала, выполненного из неферромагнитного материала, позволяет повысить чувствительность иэмерения крутящего момента.

Формула изобретения

Магнитоупругий датчик крутящего момента, содержащий вал. и кольцевой статор с радиально расположенными полюсами, на которых размещены намагничивающие катушки, и П-образными сердечниками, расположенными вдоль образующей вала, на которых раэмецены измерительные катушки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, вал выполнен из иеферромагнитного материала и снабжен ферромагнитными рамами в виде квадратов, расположенными по окружности вала, число которых равно числу полюсов, причем одна из диагоналей квадратов параллельна образующей вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ABторское свидетельство СССР

Р 112899., кл..G 01 L 3/10, 22.09.57.

2. Туринин A.Ì. Электрические измерения неэлектрических величин.

М.-Л., Энергия, 1966, с.586-567.

1000797

Д-Д

Фиг. 2

Составитель Г.Целибеев

Редактор М.Рачкулинец Техред д.Пекарь Корректор И. Ватруыкииа

Заказ 1362/41 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4