Магнитоупругий преобразователь крутящего момента

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающемся валу. Цель изобретения - повьшение точности измерения и быстродействия. Преобразователь содержит ферромагнитный вал (ФВ) 1, кольцевую электромагнитную систему с обмоткой, секции 2 и 3 которой намотаны на вал под углом 45° к его оси и под углом 90° друг к другу, три вращающихся конденсатора 4,5,6 и измерительную схему, состоящую из усилителя постоянного тока 7, весового сумматора 8, интегратора 9, компаратора 10 и опорного элемента 11. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами преобразо.вателя позволяет достичь поставленную цель за счет исключения влияния на результат активных соп ротивлений обмоток, а их расположение на вращающемся ФВ 1 исключает влияние магнитной анизотропии ФВ 1 в зависимости от углового положения последнего . 2 ил. I (Л Ю САЭ Ю ;О Од Ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 01 L 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 1

ГОС/ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3695469/24-10 (22) 27.01.84 (46) 23.05.86. Бюл. Р 19 (71) Пензенский политехнический институт (72) А,Х.Зябиров, А.И.Мартяшин, И.Н.Фролов и В.И.Чернецов (53) 531. 781 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 732694, кл. G 01 Т 3/10, 10.04.78.

Авторское свидетельство СССР

Ф 972275, кл. G 01 L 3/10, 14.04.81. (54) КАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

КРУТЯЩЕГО МОЮНТА (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающемся валу. Цель изобретения - повышение точности измерения и быстродействия. Преобразователь со„,SU,„, 1232966 А1 держит ферромагнитный вал (ФВ) 1, кольцевую электромагнитную систему с обмоткой, секции 2 и 3 которой намотаны на вал под углом 45 к его оси и под углом 90 друг к другу, три вращающихся конденсатора 4,5,6 и измерительную схему, состоящую из усилителя постоянного тока 7, весового сумматора 8, интегратора 9 ° компаратора 10 и опорного элемента 11. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами преобразователя позволяет достичь поставленную цель за счет исключения влияния на результат активных сопротивлений обмоток, а их расположение на вращающемся ФВ 1 исключает влияние магнитной аниэотропии ФВ 1 в зависимости от углового положения последнего. 2 ил.

1232966

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающемся валу.

Целью изобретения является повышение точности измерения и быстродейс твия.

На фиг.1 изображена блок-схема преобразователя, на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу, 1Î

Магнитоупругий преобразователь крутящего момента (фиг. 1) содержит ферромагнитный вал 1, кольцевую электромагнитную систему с обмоткой, секции которой 2 и 3 намотаны непосред- 15 ственно на вал под углом 4S к его оси и под углом 90 друг к другу,, три вращающихся конденсатора 4-6 и измерительную схему, состоящую из ,усилителя 7 постоянного тока, весово- 20 го сумматора 8, интегратора 9, компаратора 10 и опорного элемента 11.

Средняя точка обмотки электромагнитной системы через первый вращающийся конденсатор 4 связана с одним вхо- 2 дом весового сумматора 8. Секции 2 и

3 обмотки электромагнитного преобразователя включены дифференциально через второй 5 и третий б вращающиеся. конденсаторы в цепь отрицательной об- 30 ратной связи усилителя 7, выход которого связан с другим входом весового ! ,сумматора 8. Выход весового суммато;ра 8 соединен с одним входом компаратора 10 через интегратор 9. Выход компаратора 10 связан с другим своим входом и через опорный элемент 11, в качестве которого используется индуктивность 1., со входом усилителя 7.

Преобразователь - бо:=ae= следую" 40 щим образом.

В установившемся режме на выходе компаратора 10 формируется двухполярное прямоугольное напряжение амплитудой V (фиг. 2а), которое поступает через опорный элемент L, на вход усилителя 7 постоянного тока. При этом на входах весового сумматора 8 форми, руются на входе 1 (фиг. 2б) напряже- ние

v, -v(— "+ +- — )

Yl С на входе II (фиг. 2в) напряжение (R,.R,)t t (c,,) г .с,с, roe L 1, — индуктивности секций 2

9 и 3 обмотки электромагнитной системы;

R„, R — активные сопротивления секций 2 и 3

С, С, — емкости второго и третьего вращающихся конденсаторов.

Принимая, что R R, С, =С,, L 1.„— дтпл 12 1 + дтпл где I, — начальная индуктивность

Ц секций 2 и 3; д1.=Е N — изменение индуктивности

k9 секций 2 и 3 под действием крутящего момента М„,, где k — коэффициент пропор циональности, а также учитывая, что" (с,р «R где

R — входное сопротивление весового х сумматора 8„p — оператор Лапласа

С, — емкость первого вращающегося конденсатора и коэффициенты суммирования весового сумматора 8 по вхбдам

1 и II приняты соответственно 2ш и — 1lm получаем на выходе весового сумматора (фиг. 2г): гм„

= \/

О

Это напряжение поступает на вход интегратора 9. Напряжение с интегратора (фиг. 2д) описывается выражением

М

Ч =Ч

L, где — текущее время, Т вЂ” постоянная интегрирования интегратора 9.

В момент равенства напряжений 1

1 и М на входах компаратора 6 выходное напряжение последнего скачкообразно сменит знак на противоположный и весь процесс повторится аналогично рассмотренному, но с обратными знаками, и преобразователь продолжит работу в автоколебательном режиме.

Частота генерируемых колебаний F находится из равенства

2К И„9 .п о ткуда.

К rn Н

F= о

Таким образом, как видно из функции преобразования, использование устройства позволит повысить точность измерения крутящего момента за счет исключения влияния на результат ак123?96б тивных сопротивлений обмоток, а их расположение на вращающемся валу по зволит исключить влияние магнитной

Формула изобретения

20 сриг.2

Составитель Г.Целибеев

Техред О.Гортвай Корректор В.Синицкая

Редактор Н.Егорова

Заказ 2758/41 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. анизотропии вала в зависимости от углово ro положения последне го .

Кроме того, на результат измерения не оказывает влияния скорость вращения вала. Повышается быстродействие, что дает возможность измерения динамических моментов.

Иагнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий ферромагнитный вал, кольцевую электромагнитную систему и измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия, в него введены три вращающихся конденсатора, обмотка кольцевой электромагнитной системы размещена непосредственно на валу, а измерительная схема выполнена в виде усилителя постоянного тока, последовательно связанных весового сумматора и интегратора, опорного элемента и компаратора, выход которого соединен с одним из своих входов и через опорный элемент с входом усилителя постоянного тока, выход которого связан с одним входом весового сумматора, другой вход которого соединен через первый вращающийся конденсатор со средней точкой обмотки электромагнитной системы, концы которой связаны через второй и третий вращающиеся конденсаторы соответственно с входом и выходом усилителя постоянного тока, при этом выход интегратора соединен с другим входом компаратора.