Устройство для измерения крутящего момента на валу

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 i! 649972

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.03.77 (21) 2458823/18-10 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень М 8 (45) Дата опубликования описания 28.02,79 (51) M. Кл.2

С 01L 3/1О

Государственный комитат (53) УДК 531.781 (088.8) о делам изобретений и открытий (72) Автор изобретен и я

A. E. Дубинин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО

МОМЕНТА НА ВАЛУ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящих моментов.

Известны устройства для измерения момента на валу, содержащие однополупери- 5 одный демодулятор, в одно из плеч которого включена охватывающая вал обмотка, и источник переменного напряжения (1).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, ко- 10 торое содержит однополупериодный демодулятор, в одно плечо которого включена обмотка, расположенная на ферромагнитном валу, а в другое — уравновешивающее сопротивление, и источник переменного на- 15 пряжения (2).

В известных устройствах возникает значительная погрешность от гистерезиса вследствие намагничивания вала устройства магнитным полем только одного знака. 20

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерения устройства путем создания симметричной петли гистерезиса материала вала при намагничивании его постоянными магнитными полями 25 разных знаков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения крутящего момента на валу введены вторая охватывающая вал обмотка, преобразователь часто- 30 ты и два транзисторных ключа, причем обмотки включены в плечо демодулятора параллельно и встречно при помощи транзисторных ключей, базы и эмиттеры которых соединены с вторичной обмоткой трансформатора преобразователя частоты, вход которого подключен к источнику переменного напряжения.

Принципиальная схема предлагаемого устройства для измерения крутящего момента на валу показана на чертеже.

Устройство представляет собой проходную катушку 1 из одинаковых секций 2 и

3, которая надевается на испытуемый ферромагнитный вал 4. Конец секции 2 соединен с началом секции 3, образуя общую точку, а начало секции 2 — с коллектором транзисторного ключа 5. В свою очередь, конец секции 3 соединен с коллектором другого транзисторного ключа 6. Эмиттеры обоих ключей соединены между собой и через нагрузочное сопротивление 7, шунтированное емкостью 8, подключены к вторичной обмотке 9 трансформатора 10. Другой конец обмотки 9 через диод 11 соединен с общей точкой секций 2 и 3. Таким образом, обе секции катушки оказываются включенными через диод 11 в одно из плеч однополупериодного демодулятора через

649972 транзисторные ключи 5 и 6 параллельно и встречно между собой.

В дружное плечо демодулятора последовательно с диодом 12, включенным с обратной полярностью, подключено уравновешиван>щее сопротивление 13, с помощью которого достигается балансировка схемы, Эмиттеры и базы (через токоограничивающие резисторы) транзисторных ключей 5 и 6 соединены с вторичной обмоткой 14 (обмотка имеет среднюю точку) трансформатора 15 преобразователя 16 частоты, соединенного с генератором 17 переменного напряжения, который, в свою очередь, соединен с трансформатором 10 и через обмотки 18, 9 питает демодулятор.

Преобразователь 16 преобразует частоту генератора 17 в удвоенную частоту и через трансформатор 15 управляет работойтранзисторных ключей 5 и 6.

Выходной сигнал снимается с нагрузочного сопротивления 7 и представляет разность пульсирующих токов плеч демодулятора.

Устройство для измерения крутящего ма- 25 мента работает следующим образом.

В случае отсутствия момента на валу схема сбалансирована сопротивлением 13, через ее плечи протекают одинаковые постоянные составляющие токов и на нагру- 30 зочном сопротивлении сигнал равен нулю.

При воздействии крутящего момента на вал изменяется его магнитная проницаемость. Изменение магнитных свойств вала приводит к изменению полного сопротивле- 35 ния секций катушки устройства, вызывая разбаланс измерительной схемы, и с нагрузочного сопротивления 7 снимается сигнал, пропорциональный крутящему моменту на валу. 40

Применение данного устройства позволяет намагничивать материал вала периодически постоянными магнитными полями разных знаков, делает более симметричной петлю перемагничивания материала, благодаря этому уменьшается погрешность до

0,5%, в то время как в известных устройствах она достигает 10О О после первого цикла нагрузка — разгрузка вала, что значительно снижает время его «тренировки».

Все это в целом повышает чувствительность, точность измерения устройства.

Предлагаемое устройство может также использоваться в системах автоматическо.го регулирования и управления.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента на валу, содержащее охватывающую вал обмотку, однополупериодный демодулятор, в одно из плеч которого включена обмотка, и источник переменного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерен|ий, в него введены вторая охватывающая вал обмотка, преобразователь частоты и два транзисторных ключа, причем обмотки включены в плечо демодулятора параллельно и встречно при помощи транзисторных ключей, базы и эмиттеры которых соединены с вторичной обмоткой трансформатора преобразователя частоты, вход которого подключен к источнику переменного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д. Н. и др. Датчики контроля и регулирования, М., 1965, с. 82.

2. Авторское свидетельство СССР № 484418, кл. G 011 3/10, 1973.

649972

Составитель Г. Максягин

Редактор Е. Караулова Техред А. Камышннкова Корректоры: P. Беркович и И. Позняковская

Заказ 94/5 Изд. № 188 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2