Динамометр для вращающегося вала

 

ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА, содержащий блок питания, питающий трансформатор, включающий в себя статорную и роторные обмотки, измерительный трансформатор, включающий в себя ротор и статор, каждый из которых -содержит равномерно расположенные по окружности Ш-образные сердечники с обмотками, измерительный блок, а также тензорезисторный мост, одна диагональ которого подключена к роторной обмотке питающего трансфформатора , к статорной обмотке которого подключен блок питания, отличающийся тем, что, с целью повьш ения точности при измере5йй; ка1 ЯА нии нескольких компонентов силы, в него введены дополнительные тензорезисторные мосты, одни диагонали которых подключены к роторной обмотке питающего трансформатора, а ротор и статор измерительного трансформатора выполнены в виде колец из электропроводного материала, причем на внешней цилиндрической поверхности ротора и на внутренней цилиндрической поверхности статора выполнены пазы, в каждый из которых установлен Ш -образный сердечник с обмоткой, при этом расстояние между пазами выполнено не меньше , чем ширина Ц -образных сердечников ротора, а количество LU -образных | сердечников в роторе и статоре одинаС/ ) ково и равно удвоенному количеству тензорезисторных мостов, вторые диагонали которых подключены к концам последовательно соединенных обмоток соответствующих пар диаметрально-противоположных iJ -образных сердечни- i ков ротора, причем обмотки пар диаметрально-противоположных Ш-образных сердечников статора соединены последовательно и подключены к соответств .ующим входам измерительного блока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3И> G 01 1 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (21) 3587657/18-10 (22) 27.04,83 (46) 15.08.84. Бюл. №- 30 (72) Н.П.Левицкий, В.С.Волобуев, Г.Б.Аполлонова и Г.Н.Иванов (53) 531.781(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 118822336699, кл. G 01 L 3/10, 1964, 2. Авторское свидетельство СССР

¹- 538247, кл. G 01 . 3/ l0, 1975 (прототип). (54) (57) ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ

ВАЛА, с одержащий блок питания, питающий трансформатор, включающий в себя статорную и роторные обмотки, измерительный трансформатор, включающий в себя ротор и статор, каждый из которых содержит равномерно расположенные по окружности Ul -образные сердечники с обмотками, измерительный блок, а также тензорезисторный мост, одна диагональ которого подключена к роторной обмотке питающего трансфформатора, к статорной обмотке которого подключен блок питания, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьш ения точности при измере„„SU„„ I I 08341 А нии нескольких компонентов силы, в него введены дополнительные тензорезисторные мосты, одни диагонали которых подключены к роторной обмотке питающего трансформатора, а ротор и статор измерительного трансформатора выполнены в виде колец из электропроводного материала, причем на внешней цилиндрической поверхности ротора и на внутренней цилиндрической поверхности статора выполнены пазы, в каждый из которых установлен l0 -образный сердечник с обмоткой, при этом расстояние между пазами выполнено не меньше, чем ширина Щ -образных сердечников ротора, а количество Lll -образных

O сердечников в роторе и статоре одинаково и равно удвоенному количеству тензорезисторных мостов, вторые диагонали которых подключены к концам последовательно соединенных обмоток р соответствующих пар диаметрально †противоположных М -образных сердечников ротора, причем обмотки пар диаметрально-противоположных Ul-образных сердечников статора соединены последовательно и подключены к соответствующим входам измерительного блока.

1 11083

Изобретение относится к измерите- льной технике, в частности к многокомпонентным динамометрам для вращающихся валов, и может быть использовано для измерения сил на вращающихся объектах.

Известен динамометр для вращающихся валов, содержащий блок питания, тензорезисторный мост и измерительный блок 11 ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является динамометр для вращающегося вала, содержащий блок питания, питающий транс- форматор, включающий в себя статорные и роторные обмотки, измерительный трансформатор, включающий в себя ротор и статор, каждый из которых содержит расположенные по окружности

Ш-образные сердечники с обмотками, измерительный блок, а также тензорезисторный мост, одна диагональ которого подключена к роторной обмотке питающего трансформатора, к статорной обмотке которого подключен блок питания (2 ), Однако известные динамометры недостаточно точны и не могут измерять несколько компонентов силы.

Целью изобретения является повышение точности при измерении нескольких компонентов. силы.

Указанная цель достигается тем, что в динамометре для вращающегося вала, содержащий блок питания, питаю-3> щий трансформатор, включающий в себя статорную и роторные обмотки, измерительный трансформатор, включающий в себя ротор и статор, каждый из которых содержит равномерно расположен40 ные по окружностиШ -образные сердечники с обмотками, измерительный блок, а также тензорезисторный мост, одна диагональ которого подключена к роторной обмотке питающего трансформа- 45 тора, к статорной обмотке которого подключен блок питания, введены дополнительные тензорезисторные мосты, одни диагонали которых подключены к роторной обмотке питающего трансформатора, а ротор и статор измерительноro трансформатора выполнен в виде колец из электропроводного материала, причем на внешней цилиндрической поверхности ротора и на внут- 5

° ренней цилиндрической поверхности статора выполнены пазы, в каждый из которых установлен Щ-образный

41 2 сердечник с обмоткой, при этом расстояние между пазами выполнено не меньше, чем ширина LO-образных сердечников ротора, а количество ll!-образных сердечников в роторе и статоре одинаково и равно удвоенному количеству тензорезисторных мостов, вторые диагонали которых подключены к концам последовательно соединенных обмоток соответствующих пар диагонально-противоположных Ш-образных сердечников ротора, причем обмотки пар диаметрально-противоположных

rff-образных сердечников статора соединены последовательно и подключены к соответствующим входам измерительного блока.

На фиг. 1 представлена схема динамометра для вращающегося вала; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — электрическая схема динамометра.

Динамометр для вращающегося вала представляет собой упругую систему

1, закрепленную в разрыве вращающегося вала 2, на который действует измеряемая сила Р, произвольно направленная в пространстве. На упругой системе 1 размещены тензорезисторы 3, собранные в измерительные мосты 4. Питание измерительным мостам 4 подводится через блок 5 передачи питания, а измеряемый сигнал поступает на блок 6 передачи сигнала.

Блок 5 передачи питания представляет собой трансформатор, магнитная система которого выполнена из двух концентрических колец 7 и 8, выбранных из Ш-образных сердечников 9.

Щ -образные сердечники 9 концентрического кольца 7 закреплены на дюралевом кольце 10, установленном на валу 2. Щ -образные сердечники

9 концентрического кольца 8 закреплены на дюралевом кольце 11, установленном на корпусе 12, внутри которого вращается вал 2. Щ -образные сердечники 9 концентрического кольца 7 установлены на дюралевом кольце

10 основанием к поверхности вала 2, а на концентрическом кольце 8 — основанием к внутренней поверхности дюралевого кольца 11. В кольцевых пазах концентрических колец 7 и 8 уложены одинаковые обмотки 13 и

14, соединенные встречно-последовательно в каждом кольце. Питание по1108341

15 ступает от внешнего источника 15 переменного напряжения частотой

20 кГц к обмотке 13 концентрического кольца 8 и далее от обмотки 14 концентрического кольца 7 — к измеритель-5 ным мостам 4 упругой системы 1.

Блок 6 передачи сигнала выполнен из дюрали в виде прямозубых цилиндрических колес 16 и 17 с одинаковым четным числом зубьев. Внутреннее колесо 16 закреплено на валу 2, а внешнее кольцо 17 — на корпусе 12.

В пазах колес 16 и 17 установлены Ш -образные сердечники 18 и 19 соответственно, которые выполнены из феррита, причем ill-образные сердечники 19 имеют толщину в два раза большую толщины 5 -образных сердечников 18.

На каждом изlll †образн сердечников 18 и 19 навита обмотка 20 и 21 соответственно, при этом обмотки каждых двух диаметрально противоположных Ш -образных сердечников

18 и 19 соединены .последовательно

25 и подключены соответственно к диагоналям измерительных мостов 4 и входам многоканального вторичного измерительного прибора 22, Расстояния между Ш-образными сердечниками 18 и между Ш -образными сердечниками 19 не менее толщины

Г-образного сердечника 18.

Измерение сил осуществляется следующим образом, 35

При вращении вала 2 возникают силы, воспринимаемые упругой системой

1 и закрепленными на ней тензорезисторами 3, собранными в измерительные мосты 4. Сигнал с них поступает на обмотки 20. Когда Щ -образный сердечник 18 окажется напротив первого по ходу вращения Щ -образного сердечника 19, включается система отсчета в многоканальном вторичном измерительном приборе 22, которая запускает процесс измерения на время, равное целому числу периодов напряжения питания. Число периодов выбрано таким образом, чтобы обеспечить требуемую точность измерения при максимальной скорости вращения вала. При этом происходит одновременное снятие сигнала со всех измерительных мостов 4. При перемещении

Ш -образного сердечника l8 к следующему Щ -образному сердечнику 19 весь цикл повторяется.

За один оборот вала 2 количество измерений сигнала с каждого измерительного моста 4 равно числу Ш -образных сердечников 19.

Расстояние между Lll-образными сердечниками 18 и 19 и толщина зуба колес 16 и 17 выбраны из условия исключения взаимной индуктивной связи между соседними измерительными каналами.

Предлагаемый динамометр для вращающегося вала позволяет повысить точность и информативность в результате многократного снятия измерительного сигнала с каждого измерительного моста за один оборот, исключения взаимного влияния соседних каналов и умень- . шения влияния радиального биения вала.

1108341 сарг.2

Составитель А. Амаханов

Редактор Л.Веселовская Техред H.Êóçüìà Корректор Y.äåè÷èê

Заказ 5854/30 Тираж 823

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4