Измеритель крутящего момента

 

ОП ИСАИ ИЕ

З,, п1>851134

Союз Советских

Социапистичесних

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву{22) Заявлено 150879 (21) 2809525/18" 10 с присоединением заявки Hо<51)м. к . а 01 1. З/10 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 5З1.781 (088.8) Опубликовано 300731. Бюллетень No 28

Дата опубликования описания ЗП0781 (72) Автор изобретения

П.Н. Заев

Центральный научно-испытательный полигон-филиал

ВНИИСтройдормаш (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО MONEHTA

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения момента на вращающихся валах.

Известен измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал, с концами базового участка которого жестко связаны измерительные диски, датчики скорости и измерительную схему (1).

Однако этот измеритель не обеспечивает требуемой точности измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому являетс:я измеритель крутящего момента, содержащий фазовый измерительный преобразователь с датчиками скорости, фаэоизмерительное .устройство с усилителями-ограничителями на входе и сумматором на вы ходе, и триггер, подключенный через формирователи импульсов к выходам усилителей-ограничителей (2).

Недостатками такого измерителя является низкая точность измерения, обусловленная кинематической погрешностью измерительных дисков, и сложность конструкции из-эа необходимости использования дополнительных датчиков скорости.

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение конструкции эа счет сокращения количества датчиков скорости.

Указанная-цель достигается тем, что в устройство введены две схемы

И, схема ИЛИ, выход которой связан через расширитель импульсов с одни-ми входами двух схем И, и последовательно соединенные формирователь раэнополярных импульсов, фильтр нижних частот и интегратор, связанный с сумматором, причем входы формирователя разнополярных импульсов соеди15 нены с выходами схем И, другие входы которых связаны с выходами триггера, а входы схемы ИЛИ подключены к выходам формирователей импульсов.

На фиг. 1 приведена функциональЮ ная схема йредлагаемого измерителя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу измерителя. Измеритель крутящего момента содержит фазовый измерительный преобразователь 1 и фазоизмерительное устройство 2 с усилителями-ограничителями 3 и 4 на входе и аналоговым сумматором 5 на выходе. Измерительный преобразователь 1 содержит чув30 ствительный элемент б, установлен851134 ный в подшипниках 7 и 8, и два измерительных диска 9 и 10, в непосредственной близости от которых расположены индукционные датчики 11 и 12 скорости. Выходы датчиков 11 и 12 подключены к усилителям-ограничите5 лям 3 и 4. Выходы усилителей-ограничителей 3 и 4 соединены через формирователи 13 и 14 импульсов со входами триггера 15. Выходы формирователей 13 и 14 импульсов соединены также через схему ИЛИ 16 со входом расширителя 17 импульсов ° Выходы расширителя 17 импульсов и триггера

15 соединены, соответственно, с одними и другими входами двух схем И

18 и 19..

Выходы схем И 18 и 19 соединены через формирователь 20 разнополярных импульсов, фильтр 21 нижних частот и интегратор . 22 с вычитающим входом аналогового сумматора 5. 20

Измеритель работает следующим образом.

При вращении нагруженного моментом упругого элемента б с выходов датчиков 11 и 12 снимаются гармони- 25 ческие сигналы. Наличие люфтов в подшипниках 7 и 8 и кинематической пог" решности измерительных дисков 9 и

10 приводит к паразитной Фазовой модуляции каждого из сигналов датчиков.

Сигналы с выходов датчиков 11 и 12 поступают на усилители-ограничители

3 и 4 фазоизмерительного устройства 2.

Усилители-ограничители 3 и 4 формируют импульсы прямоугольной формы.

На выходе Фазоизмерительного устройства 2 имеется напряжение, величина которого равна сумме двух составляющих: первая из них кратна измеряемому моменту, а вторая обусловлена люфтами.в подшипниках и кинематической погрешностью измерительных дисков. Импульсы с прямого выхода (фиг.

2а) усилителя-ограничителя 3 и инверсного выхода (фиг. 2б) усилителяограничителя 4 поступают на форми- 4$ рователи импульсов 13 и 14. Короткие импульсы Формирователей (фиг. 2в,г), совпадающие с положительными фронтами импульсов (фиг. 2а,б), поочередно опрокидывают триггер 15. На выходах ур (прямом и инверсном) триггера появляются управляющие импульсы (фиг,2д,е)

Импульсы с формирователей 13 и 14 поступают также через схему ИЛИ 16 на расширитель 17 импульсов,. Формирующий импульсы нормированной длительности (фиг. 2ж). Эти импульсы поступают на одни ЮходЫ схем И 18 и

19, на другие входы которых поступают импульсы с прямого (Фиг. 2д) и инверсного (Фиг. 2е) выходов триггера 40

15. На выходах схем И 18 и 19 поочередно появляются импульсы (фиг.2з,и), по"тупающие на входы формирователя

20 раэнополярных импульсов..Выходные знакочередующиеся импульсы (фиг. 2к) формирователя 20 поступают через фильтр 21 нижних частот на в%од интегратора 22, на выходе которого формируется сигнал, кратный величине люфтов в подшипниках и кинематической погрешности измерительных дисков 9 и 10. Этот сигнал поступает на вычитающий вход аналогового сумматора 5, в котором происходит его ,вычитание из сигнала фазоизмерительного устройства 2.

Таким образом, выходной сигнал измерителя крутящего момента не содержит составляющей, обусловленной кинематической погрешностью дисков.

Использование предлагаемого измерителя позволяет повысить точность измерения крутящего момента за счет исключения влияния кинематической погрешности дисков и упростить,кон(J струкцию за счет сокращения количества дисков скорости.

Формула изобретения

Измеритель крутящего момента, содержащий фазовый измерительный преобразователь с датчиками скорости, фазоизмерительное устройство с усилителями-ограничителями на входе и сумматором на выходе, и триггер, подключенный через формирователи импульсов к выходам усилителей-ограничителей, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции за счет сокращения количества датчиков скорости, в него введены две схемы И, схема ИЛИ, выход которой связан через расширитель импульсов с одними входами двух схем И, и .последовательно соединенные формирователь разнополярных импульсов, фильтр нижних частот и интегратор, связанный с сумматором, причем входы формирователя разнополярных импульсов соединены с выходами схем И, другие входы которых связаны с выходами триггера, а входы схемы ИЛИ подключены к выходам формирователей импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фролов Л.Б. Измерение крутящего момента. М., Энергия, 1967, с. 47-48.

2 ° .Фролов Л.Б. Измерение крутящего момента, М., Энергия, 1967, с. 99-100 (прототип) .

851134 (Риг.1 (Рог. 2

Составитель 1". Целибеев

Техред Т,Маточка Корректор И. Шароия

Редактор В. Петраш

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6317/56

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