Устройство для измерения угла закручивания вала

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистические

Республик

„„735938 г»;: ."т "г е» л4,Л У Б (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.03.78 (21) 2591194/18 — 10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 L3/10

Геоудирствеииый комитет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 27.05.80 (51) УДК 531.781 (088.8) ао аешм изооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Ковалевский и А. В. Федотов

Омский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

ЗАКРУЧИВАНИЯ ВАЛА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения угла закручивания вала, а также мощности, потребляемой или отдаваемой вращающей его машиной.

Известное устройство для измерения угла закручивания вала, содержащее два индуктивных преобразователя, включающих жестко закрепленные на валу на расстоянии друг бт друга вдоль оси кулачки и расположенные против них неподвижные сердечники с катушками, включенными в измерительные схемы, не .обеспечивает требуемой точности (!).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерений угла закручивания вала, содержащее расположенные в двух контролируемых сечениях. вала индуктивные преобразователи, катушки которых включены в измерительные схемы, запитанные от генератора (2).

Такое устройство также имеет недостаточную точность и надежность из-за сложности настройки.

Целью изобретения является повышение точности и надежности в работе.

Для этого в предлагаемом устройстве индуктивные преобразователи выполнены в виде электропроводящих слоев, нанесенных на вал в контролируемых сечениях, и неподвижных сердечников с катушками, выполненных в виде схватывающих вал по дуге окружности полюсов, имеющих в развертке по образующей форму равнобедренных треугольников, при этом ширина электропроводных слоев выбрана больше ширины полюсов преобразователя на величину ð возможного осевого смещения вала, а протяженность полюсов по хорде равна протяженности электропроводных слоев.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— временные диаграммы сигналов; на фиг. 3— вид на устройство сбоку; на фиг. 4 — совмещенные развертки электропроводного слоя и полюсов индуктивных преобразователей; на фиг. 5 — развертка сечения вала с электропроводными слоями.

Устройство для измерения угла закручивания вала содержит индуктивные преобразователи 1, 1 и 2, 2, их схемы включения

3 и 4, которые питаются от генератора 5, з алгебраический сумматор 6, пиковый детектор 7, выход которого подключен к вольтметру, и электропроводные слои 8 и 9, нанесенные на валу 10, причем протяженность покрытых и непокрытых участков вала по дуге окружности одинакова (см. фиг. 3 и 5).

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала суммарные площади зазоров между электропроводными слоями

8, 9 и полюсами индуктивных преобразователей 1, 1 и 2, 2 изменяются по треугольному закону (см. фиг. 4). Это изменение преобразуется в электрический сигнал при помощи индуктивных преобразователей 1, 1 и 2,2 и их схем включения 3 и 4, которые питаются от общего генератора 5.

Суммарная площадь S+ складывается (для первого сечения) из S< и $2, т.е. S< =S<+S <, а площадь Sq (для второго сечения) — из

Sz u Sg т.е. Яа= Яа+8х (см. фиг. 5 и 1).

Далее электрические сигналы с выходов схем

3 и 4 включения преобразователей поступают на алгебраический сумматор, где происходит их вычитание.

При отсутствии нагрузки на валу сигнал на выходе алгебраического сумматора 6 отсутствует. При появлении нагрузки происходит закручивание вала и, следовательно, сигналы Чз и Vq со схем включения поступают на алгебраический сумматор сдвинутыми на величину относительного перемещения электропроводных слоев. На выходе сумматора 6 появляются сигналы Vq трапецеидальной формы. Амплитуда сигнала зависит только от величины угла закручивания вала и не зависит при этом от угла наклона образующих профилированных

735938 полюсов преобразователей, а также от час-тоты следования сигналов (см. фиг. 2). Для выделения амплитуды сигналы Vs с выхода алгебраического сумматора 6 поступают на пиковый детектор 7. Выходной сигнал пикового детектора Ут регистрируется вольтметром.

Формула изобретения

40 Устройство для измерения угла закручивания вала, содержащее расположенные в двух контролируемых сечениях вала индуктивные преобразователи, катушки которых включены в измерительные схемы, за1$ питанные от генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности в работе, индуктивные преобразователи выполнены в виде электропроводящих слоев, нанесенных на вал в контролируемых сечениях, и неподвижных сердечников с ка20 тушками, выполненных в виде охватывающих вал по дуге окружности полюсов, имеющих в развертке по образующей форму равнобедренных треугольников, при этом ширина электропроводных слоев выбрана больше ширины полюсов преобразователя на величину возможного осевого смещения вала, а протяженность полюсов по хорде равна протяженности электропроводных слоев.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фролов Л. Б. Измерение крутящего момента. М., Энергия, 1967, с. 25.

2. Авторское свидетельство СССР № 574639, кл. G 01 3/10, 1976 (прототип).

735938

v, т7 фиг. 2

Составитель P. Целибеев

Техред К. Шуфрич Корректор В. Бутяга

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент» г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Иванова

Заказ 2414/33