Устройство для измерения деформации кручения вращающегося вала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

8672 А1 (19) (11) (59 4 С 01 I. 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4001177/24-10 (22) 02.01.86 (46) 23.01.88. Бюл. Р 3 (71) Омский политехнический институт (72) А.П.Науменко (53) 531.781(088.8) (56) Одинец С.С., Топилин Г.Е. Средства измерения крутящего момента.

M., 1977, с. 113-114.

Авторское свидетельство СССР

Ф 574639, кл. G 01 ? 3/10, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ КРУЧЕНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

57 Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— расширение области использования.

Кольцевые накладки 4 и 5 устанавливают в заданных сечениях исследуемого вала 12. Емкостные пластины 8 и 9 вместе с поверхностью вала 12 образуют два конденсатора, в качестве диэлектрических прокладок которых служат части кольцевых накладок 4 и

5. При наличии деформации кручения вала 12 нарушается противофазность изменения емкости преобразователей

2 и 3, что соответствует изменению емкости, подключенной к частотозадающей цепи высокочастотного генератора

1 с частотой вращения вала 12. На выходе высокочастотного генератора 1 сигнал изменяется по частоте. Величина изменения частоты пропорциональна деформации кручения вала 12. Регистрация измерительного сигнала возможна с помощью приемника, содержащего приемную антенну 13, усилитель 14 и детектор 15. 3 ил.

1368672

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации кручения вращающегося вала и расчета крутящего момента, мощности на валу.

Цель изобретения — расширение области применения.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 — развертка ротор- !р ных частей преобразователей, а на фиг.3 — временные диаграммы сигналов на выходах элементов устройства.

Устройство для измерения деформации кручения вращающегося вала содер- 15 жит высокочастотный генератор 1, два емкостных преобразователя 2 и 3, каждый из которых имеет роторную часть, выполненную в виде кольцевой накладки 4 и 5 из диэлектрического материа- 2р ла, на которой выполнена кольцевая цепочка модуляторных элементов 6 и 7 (фиг.2) в виде участков ромбической формы, имеющих диэлектрическую проницаемость, отличающуюся -от диэлектри- 25 ческой проницаемости остальных частей кольцевых накладок 4 и 5, и статорную часть, выполненную в виде емкостной пластины 8 и 9 прямоугольной формы, установленную с зазором напро- Зр тив кольцевой накладки 4,5 и подключенную к частотозадающей цепи высокочастотного генератора 1, выход которого через усилитель 10 мощности подключен к антенне 11.

Устройство для измерения деформации кручения вращающегося вала работает следующим образом.

Кольцевые накладки 4 и 5 устанав- 4р ливают в заданных сечениях исследуемого вала !2, который электрически соединяют с нулевой линией высокочастотного генератора 1. При этом емкостные пластины 8 и 9 вместе с поверхностью вала 12 образуют два конденсатора, в качестве диэлектрических прокладок которых служат части кольцевых накладок 4 и 5, расположенные между поверхностью вала 12 и емкостными пластинами 8 и 9, выгнутыми по радиусу вала !2. При этом длинные стороны емкостных пластин 8 и 9 ориентированы вдоль оси вала 12, а кольцевые накладки 4 и 5 развернуты относительно друг друга таким образом, что кольцевые цепочки модуляторных элементов 6 и 7 установлены противофазно друг другу.

В рабочем состоянии вал 12 вращается с заданной частотой.

При этом с той же частотой изменяется емкость преобразователей 2 и 3.

В отсутствии деформации кручения вала 12 емкость преобразователей 2 и 3 меняется строго противофазно (фиг.3а, б), что соответствует подключению к частотозадающей цепи высокочастотного генератора 1 постоянной емкости (фиг.Зв), равной максимальной емкости одного из преобразователей 2 и 3.

При этом на выходе высокочастотного генератора 1 сигнал имеет постоянную частоту (фиг.3r).

При наличии деформации кручения вала .12 нарушается противофазность изменения емкости преобразователей

2 и 3 (фиг.За,д), что соответствует изменению емкости, подключенной к частотозадающей цепи высокочастотного генератора 1. с частотой вращения вала 12. При этом на выходе высокочастотного генератора 1 сигнал изменяется по частоте (фиг.3e), причем величина изменения частоты пропорциональна деформации кручения вала 12.

Сигнал с выхода высокочастотного генератора 1 через усилитель !0 мощности подается в антенну !1.

Регистрация измерительного сигнала от предлагаемого устройства возможна, например, с помощью приемника, содержащего приемную антенну 13, подключенную через усилитель 14 ЧМ-сигналов и амплитудный детектор 15 к регистратору 16

Формула изобретения

Устройство для измерения деформации кручения вращающегося вала, содержащее высокочастотный генератор и два преобразователя, каждый из которых включает в себя роторную часть с кольцевой цепочкой модуляторных элементов ромбической формы, выполненную с обеспечением возможности ус.— тановки в заданном сечении исследуемого вала, и статорную часть, связанную через зазор с роторной частью и подключенную к высокочастотному генератору, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования, статорные части преобразователей выполнены в виде емкостных

1368672 пластин прямоугольной формы и подключены к частотоэадающим цепям высокочастотного генератора, а роторные части — в виде кольцевых накладок из

5 диэлектрического материала, на которых выполнены модуляторные элементы в виде участков с диэлектрической проницаемостью, не равной диэлектрической проницаемости остальных частей кольцевых накладок.