Устройство для измерения момента на валу

 

О П И C А Н И Е «i>49IQ53

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТЕЯЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.12.73 (21) 1980845/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Опубликовано 05.11.75. Бюллетень . и 41

Дата опубликования описания 16.02.76 (51) М. Кл..б 0113/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР

ll0 делам нэобретений н открытий (53) УДК 531.781 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Шашков, В. Н. Бауман, О. Ф. Бирюков и В. Г. Бобарига (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МОМЕНТА НА ВАЛУ

Изобретение относится к области силоизмерительной техники.

Известные устройства для измерения момента на валу, содержащие корпус, установленный на валу датчик угла скручивания вала, бесконтактный токопередающий узел и измерительную схему, не обеспечивают требуемой точности измерений.

В предлагаемом устройстве указанный недостаток устраняется благодаря тому, что токопередающий узел выполнен в виде концентрично закрепленной на валу цилиндрической обмотки и охватывающих обмотку П-образных магнитопроводов, установленных на корпусе с зазором относительно друг друга, причем расположенные на магнитопроводах обмотки навиты с шагом, уменьшающимся в геометрической прогрессии в направлении зазора.

На чертеже представлена схема устройства для измерения момента на валу.

Устройство состоит из установленных на валу 1 колец 2, 8, к которым с помощью соединительных элементов 4 прикреплены токовые обмотки 5 и 6. Каркасы обмоток 5 и б, соединительные элементы 4, а также подшипники 7 и 8 изготовлены из диамагнитных электроизоляционных материалов. На кольце

8 закреплена штанга 9, расположенная вдоль вала и пропущенная в отверстие внутри кольца 2. Конец штанги 9 оканчивается пластинкой из ферромагнитного материал l, с обеих сторон которой расположены магнитопроводы индуктивных датчиков 10 и 11. Чагнитопроводы вместе с измерительными обмотками трансформаторов тока 12, 13 н И, 15 закреплены на подшипнике 7, а 1б, 17 и 18, 19 на подшипнике 8. Измерительные обмотки магнитопроводов 12 — 19 намотаны с шагом, уменьшающимся в геометрической прогрессии по мере приближения к воздушным зазорам.

Токовые обмотки 5 и б включены соотве1ственно на индуктивные датчики 10 и 11. Из15 мерительные обмотки трансформаторов тока соединены между собой последовательно парами так, чтобы создаваемый нми магнитный поток складывался, направления же токов в трансформаторах тока, нагруженных на об20 щую токовую обмотку, выбирались такими, чтобы э.д.с., создаваемые пми, суммировал псь.

Измерительные обмотки трансформаторов гока, соединенные между собой параллельно, включены последовательно с первичными обмотками трансформаторов Тр> и Тр2 в две цепи, подсоединенные параллельно HB стабилизированное напряжение переменного тока- L.

Напряжения со вторичных обмоток трансформаторов после Bûïðÿìëåíèÿ н фильтрации

491053

3О

35 подаются дифференциально на измерительный прибор рА.

Собранные в мост и подключенные на стаonënçèðoâàííoå напряжение постоянного тока — U резисторы R3, R<, R„- и R< служат для настройки схемы на нуль.

При действии крутящего момента М участок вала, расположенный между кольцами

2 и 3, скручивается, благодаря чему воздушный зазор 6 в магнитной цепи датчика 10

$Âèëè÷èÂÿoòñÿ, а его индуктивное coIIpoTHBëеnue уменьша тся. Одновременно воздушный зазор 6, датчика 11 уменьшается, а его ипдуктивное сопротивление возрастает. Уменьшение индуктивного сопротивления датчика 10 вызывает увеличение протекающего по нему тока OT токовой обмотки, к которой оп подсоединен, что воздействует на магнитные поля нагруженных на эту обмотку трансформаторов тока и уменьшает реактивные сопротивления их измерительных обмоток. Возрастание индуктивного сопротивления датчика 11 увеличивает реактивные сопротивления измерительных обмоток трансформаторов тока, нагруженных на токовую обмотку, к которой подключен датчик.

Снижение реактивных сопротивлений измерительных обмоток трансформаторов тока уменьшает падение напряжения на них и одновременно увеличивает падение напряжения на первичной обмотке включенного последовательно с ними трансформатора, что повышает как напряжение на его вторичной оомотке, так и выделенное íà RC-цепи напряжение постоянного тока во вторичной цепи.

Аналогично, увеличение реактивных сопротивлений измерительных обмоток другой группы трансформаторов тока понижает напряжение постоянного тока, выделенного в цепи вторичной oo»or>" включенного последовательно с ними трансформатора. Поскольку напряжения постоянного тока, образующиеся на цепочках R,С, и R Cq, вкгночены между собой дифференциально, то между точками г и д образуется зависящая от величины и направления крутящего момента М разность потенциалов, которая фиксируется регистрирующим прибором.

Благодаря навивке обмоток магпитопроводов с шагом, уменьшающимся в геометричеПредмет изобретения ской прогрессии в направлении зазора, обеспечивается равномерное поле в области токовой обмотки. В результате устраняются шумы, обусловленные продольными и поперечными колебаниями вала, что повышает точность измерений.

Устройство для измерения момента на валу, содержащее корпус, установленный на валу датчик угла скручивания вала, бесконтактный токопвредающий узел .и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, токопередающий узел выполнен в виде концентрично закрепленной на валу цилиндрической обмотки и охватывающих обмотку П-образных магнитопроводов, установленных на корпусе с зазором относительно друг друга, причем расположенные на магнитопроводах обмотки навиты с шагом, уменьшающимся в геометрической прогрессии в направлении зазора.

491053

Составитель В. Моргунов

Техред Е. Подурушина

Корректор В. Гутман

Редактор В. Фельдман

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 10/79 Изд. М 103 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5