Устройство для измерения крутящегомомента ha вращающихся валах

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 323905 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190478 (21)2606447/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 2 30431. Бюллетень É9 15

Дата опубликования описания 2 304.81 (5 М К„з (01 L 3/10

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

1 (53)УДК ЬЗ1.781 (088. 8) Е.В.Шаронова, И.Г.Абламунец, А. П.Любарский и ГсН.Муртаков (72) Авторы изобретения

Куйбышевский инженерно-строительный нн им. A. И.Микояна (71) Заявитель (5 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО

МОМЕНТА НА ВРАЦтАЮ(1(ИХСЯ ВАЛАХ

Изобретение относится к силоизмерительной технике.

Известное устройство для измерения механических напряжений, содержа- е щее генератор прямоугольных импульсов, магнитоупругий датчик дроссельного типа и схему измерения постоянной времени электрической цепи датчика (1) .

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности измерения °

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения крутящего 15 момента на вращающихся валах, содержащее блок магнитоупругих преобразо-. вателей, вход которого связан .с генератором импульсов, а выход — с измерительной схемой (2). 20

Недостатком известного устройства также является низкая точность измерения из-за зависимости выходного сигнала устройства от скорости вращения вала.

Влияние скоростного эффекта определяется коэффициентом d, пропорциональным отношению скорости сре ды к фазовой скорости электромагнитной волны в этой среде. Влияние скорост- 30 ного эффекта отсутствует при Д а 1.

При измерении крутящего момента с помощью такого устройства генератор вырабатывает. импульсы напряжения прямоугольной форты и в движущейся среде распространяется электромагнитное поле, спектральная плотность которого сосредоточена в области низких частот. При этом для большей части спектра условие С) . 1 не выполняется, что и является причиной влияния скорости вращения вала на результат измерения.

Цель изобретени я — повышение точности измерения за счет устранения влияния скорости вращения вала.

Указанная цель достигается тем, что генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульса запуска и формирователя опросного импульса, а измерительная схема — в виде последовательно соединенных ограничителя амплитуды, схемы памяти, связанной с выходом формирователя импульса сброса, и регистратора, причем вход формирователя импульса сброса соединен с формирователем импульса запуска генератора импульсов.

82 3905

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 — функциональная схема генератора с магнитоупругими преобразователями) на фиг.3 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства. 5

Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах (фиг.l и 2) содержит генератор импульсов в виде последовательно соединенных формирователя 1 импульса запуска и Форми(о рователя 2 опросного импульса, блок

3 магнитоупругих преобразователей,установленный около контролируемого вала 4, и измерительную схему в виде последовательно соединенных ограничителя 5 амплитуды, схемы ь памяти и регистратора 7 ° Вход формирователя 8 импульса сброса измерительной схемы связан с Формирователем 1 импульса запуска генератора импульсов, а выход— со схемой б памяти. Вход ограничителя амплитуды соединен с выходом блока 3 магнитоупругих преобразователей.

-. Формирователь 2 опросного импульса (фиг.2) состоит из разделительной емкостиr,1, резисторов Rl R2, транзис- 25 тора Тl в ключевом режиме, нагрузкой которого служит трансформатор Трl, параллельно первичной обмотке которого включена емкость С2. Ко вторичной обмотке трансформатора подключена по 30 дифференциальной схеме обмотки Ь1 и

L2 блока 3 магнитоупругих преобразователей.

Устройство работает следующим образом. 35

Формирователь 1 . импульса запуска вырабатывает короткие прямоугольные импульсы (фиг. 3 эпюра 1) с амплитудой достаточной для запуска высоковольтного каскада. Эти импульсы поступают на формирователь 2 опросного импульс, представляющий собой высоковольтный каскад на транзисторе Tl в ключевом режиме. С прихОдом импульса запуска транзистор Тl открывается и в нагрузке его возникает переход- 45 ный процесс, носящий вид затухающих колебаний. Элементы С2, Трl, Ll, L2 выбраны так, чтобы частота колебаний удовлетворяла условию

7> Ч 6 (1)

2IL где Х вЂ” частота затухающих колебаний;

Л вЂ” магнитная проницаемость и электропроводность материала вала;

М вЂ” линейная скорость поверхности вала.

Таким образом, на блок магнитоупругих преобразователей подается им- @) пульс с частотой заполненияtUO = 2 2 f при этом в движущейся среде распространяется электромагнитное поле,спектральная плотность которого сосредоточена в области частот + Жо ° Выбор частоты заполнения из условия (1) по зволяет исключить влияние скорости вращения вала так как в этом случае коэффициент д 1.

Разностной сигнал, образующийся на резисторе Р2,также представляет собой колебательный процесс с той же астотой (фиг.3 эпюра 2).

Сигнал с дифференциальной схемы подается на ограничитель амплитуды 5 снизу. Амплитуда ограниченного сигнала (фиг.3 эпюра 3), несущая информацию о крутящем моменте, запомийа- ется схемой б памяти (фиг.3 эпюра 4) и регистрируется регистрирующим устройством 7.

Для перевода схемы памяти в исходное состояние служит формирователь .

8 импульса сброса, работой которого управляет формирователь 1 импульса запуска. Формирователь 8 вырабатывает импульсы (фиг.3 эпюра 5), совпадающие по времени с импульсами запуска.

Использование в устройстве генератора импульсов, частота заполнения которых выбрана из условия (1), а также ограничителя амплитуды, схемы памяти и формирователя импульса сброса в измерительной схеме позволяет исключить влияние скорости вращения вала на результат измерения и, следовательно, повысить точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах, содержащее блок магнитоупругих преобразователей, вход которого связан с генератором импульсов, а выход — с измерительной схемой, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения влияния скорости вращения вала, генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульса запуска и формирователя опросного импульса, а измерительная схема — в виде последовательно соединенных ограничителя амплитуды, схемы памяти, связанной с выходом формирователя импульса сброса, и регистратора, причем вход формирователя импульса сброса соединен с формирователем импульса запуска генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 387231, кл. 6 01 Ь 1/12, 20.04.70 °

2 ° Авторское свидетельство СССР.

9 626371, кл. G 01 Ь 3/10, 05.11.76 (прототип).

Фиа 5

Составитель Г.Целибеев

Редактор Г.Волкова Техред H.Fpa6 КорректОр Н.Бабинец

Закаэ 2088/56 Тирам 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.уигород, ул.Проектная, 4