Устройство для измерения крутящих моментов

 

Союз. Советснии

Социалистическиа

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 437936 (22) Заявлено 22.10.79 (21) 2831723/18-10 (51) М. Кл.

G01 L3/10 с присоединением заявки №вЂ”

Гесуддрстввииый квмитвт (23) Приоритет— (53) УДК 531 781 (088.8) Опубликовано 15.08.81. Бюллетень №30

Дата опубликования описания 25.08.81

M делам извбретвиий и еткрнтий (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩИХ

МОМЕНТОВ

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

По основному авт. св. № 437936 известно устройство для измерения крутящих моментов. Это устройство содержит упругий ферромагнитный вал и охватывающую вал электромагнитную систему, состоящую из кольцевого статора с распределенной по его внутренней поверхности трехфазной обмоткой возбуждения, двух тороидов, связанных магнитопроводящими сегментами, и двух включенных последовательно измерительных обмоток (1) .

Недостатки этого устройства — низкая чувствительность и точность измерения изза зависимости выходного сигнала от скорости вращения вала, которая особенно сильно проявляется при скоростях вращения вала и поля возбуждения близких друг к другу.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в него введена дополнительная обмотка возбуждения, запитанная от источника постоянного напряжения через фильтр низких частот, причем дополнительная обмотка возбуждения выполнена в виде двух катушек, охватывающих вал и расположенных между кольцевым статором и измерительными обмотками.

На чертеже представлено устройство для измерения крутящих моментов.

Устройство для измерения крутящих моментов содержит цепи возбуждения и измерительную. Цепь возбуждения состоит из кольцевого статора 1, выполненного из лист0 товой электротехнической стали с распределенной по его вутренней поверхности трехфазной обмоткой 2 возбуждения, подключенной к источнику 3 трехфазного напряжения. Статор 1 охватывает вал 4, закрепленный в подшипниках 5 корпуса 6. Вал 4 ко1> аксиально охватывает дополнительная неподвижная обмотка 7 возбуждения, которая выполнена в виде двух катушек, расположенных между кольцевым статором 1 и тороидами 8 и подключена к источнику 9 постоянного напряжения через фильтр 10 низких частот.

Измерительная цепь состоит из кольцевых разрезных тороидов 8, сегментов 11 и двух соединенных последовательно измери855413 тельных обмоток 12, охватывающих коаксиально вал 4. Цепи возбуждения и измерительная разделены прокладками 13.

Устройство работает следующим образом.

Трехфазная обмотка 2 возбуждения создает вращающееся магнитное поле, пронизывающее вал 4 и замыкающееся в статоре 1.

Дополнительная обмотка 7 возбуждения создает постоянный магнитный поток, замыкающийся через элементы цепи: вал 4, тороиды 8 и сегменты 11.

При отсутствии крутящего момента (Л =

= О) вал устройства изотропен и сигнал на выходе измерительных обмоток 12 равен нулю.

При воздействии крутящего момента 1 (Л(=0) в вале 4 появляются механические напряжения сжатия и растяжения под углом

45 к оси вала. В результате этого меняется магнитная проницаемость вала во взаимно перпендикулярных плоскостях. Под дейст- 20 вием напряжений сжатия магнитная проницаемость вала уменьшается, а под действием напряжений растяжения — увеличивается. Вследствие возникающей анизотропности. вала появляется составляющая вращающегося магнитного поля возбуждения ф — бегущее поле, проходящее вдоль оси вала и замыкающееся в измерительной цепи устройства. Эта составляющая магнитного потока Жв, проходя через элементы 4, 8, 11 сцепляется с витками измерительных обмоток 12, наводя в них ЭДС, пропорциональную крутящему моменту на валу. Одновременно с потоком Ф вследствие анизотропности вала появляется поперечная составляющая постоянного магнитного потока .Ф», которая проходит через вал.4 и за- 3s мыкается в кольцевом статоре 1. Взаимодействие этой постоянной составляющей магнитного потока фп с вращающимся магнитным полем, создаваемым обмоткой 2 воз-. буждения, приводит к тому, что вал 4 устройства при скоростях вала и поля близких друг другу втягивается в синхронизм, т.е. начинает вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем возбуждения подобно синхронной машине (скорость вращения вала становится равной скорости вращения поля) . Фильтр 10 низких частот препятствует прохождению переменного тока от наведенной ЭДС в обмотке 7 к источнику 9 постоянного напряжения.

Использование дополнительной обмотки возбуждения позволяет автоматически вращать вал устройства синхронно с вращающимся магнитным полем возбуждения при близких скоростях вращения вала и поля, т.е. вращать вал с постоянной скоростью, что устраняет зависимость выходного сигнала от скорости вращения вала и повышает чувствительность и точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящих моментов по авт. св. № 437936, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, в него введена дополнительная обмотка возбуждения, запитанная от источника постоянного напряжения через фильтр низких частот, причем дополнительная обмотка возбуждения выполнена в виде двух катушек, охватывающих вал и расположенных между кольцевым статором и измерительными обмотками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 437936, кл. G 01 1 3/10, 19.06.72.

855413

Составитель Г. Целибеев

Редактор И. Касарда Техред А. Бойкас Коррсктор М. Шарошн

Заказ 6888 57 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ьзобретеннй и открытий

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

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