Измеритель крутящего момента
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 180780 (21) 29702б1/18-10
Союз Советскик
Сециалистическив
Республик (11)909598
Р М g+ з с присоединением заявки Йо (23) Приоритет
G 01 L 3/10
Государственный комитет
СССР но дмаи изобретений и открытий (331 УДЯ 531. 781 (088.8) Опубликовано 2802,82. Бюллетень Но 8
Дата опубликования описания 28. 02. 82 (72) Авторы изобретения
N. 3° . сукайтис, A. С. Алабурда, A. -Б, A. Буда, B.A.KàøèH и Н. .Пронин
1 !
i i:- ., - I
Каунасский политехнический институт им. антанаСа"Сйечкуаа (7! ) Заявитель (54 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО NONEHTA
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на валу.
Известный емкостный измеритель крутящего момента содержит два неподвижных диска и размещенные между ними и связанные с концами базоаого участка упругого вала два подвижных диска, снабженных электропроводными элементами (11 .
Известное устройство не обеспечивает требуемой точности измерения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является измеритель крутящего момента, содержащий упругиФ вал, основные электропроводные элементы емкостного датчика скручивфия вала, размещенные на электро- иЖляционных элементах и включенные в измерительную схему с генератором (23, Недостатком известного измерителя является низкая чувствительность и ограниченный диапазон измерения.
Нель изобретения — повышение чувствительности и расширение диапазона измерения.
Указанная цель достигается тем, что в него введены два параллельных оси вала держателя электроизоляционных элемента, упругий вал снабжен фланцем и двумя расположенными в одной плоскости симметрично оси вала Г-образными выступами, размещенными между держателями электроизоляционных элементов, причем держатели связаны с фланцем, а каждый электроизоляционный элемент снабжен двумя группами дополнительных электропроводных элементов, из которых одна группа имеет электропроводные эле15 менты равной площади, а другая — разной площади, причем дополнительные электропроводные элементы равной площади и основные размещены на обращенных к плоскости выступов рабо20 чих поверхностях электроизоляционных элементов симметрично оси вала напротив соответствующих выступов, а дополнительные электропроводные элементы разной площади - на указан25 ных рабочих поверхностях симметрично оси вала.
На фиг.1 показан предлагаемый из30 меритель, разрез по .A-A на фиг.2;, на фиг.2 — разрез по Б-Б на фиг.1;
909598 на фиг.3 — схема расположения электропроводных элементов.
Измеритель крутящего момента (фиг.1 и 2) содержит упругий вал 1 с двумя Г-образными выступами 2, расположенными в одной плоскости симметрично оси вала, и фланцем 3, с которым связаны два параллельных оси вала держателя 4 электроизоляционных элементов 5, на рабочих поверхностях которых размещены основные 6 и две группы дополнительных 7 и 8 электропроводных элементов (фиг.3) емкостного датчика скручивания вала. Элементы группы 7 выполнены разной площади и расположены симметрично оси вала, а элементы группы 8 — одинаковой площади и расположены симметрично оси вала напрОтив соответствующих выступов 2. На фланце 3 установлен неподвижно кожух 9, через упругий цилиндрический элемент 10 связанный с другим концом вала. Элементы 6 при помощи выводов 11 подключени"к генератору. 12, соединенному с блоком 13 питания и антенной 14,установленной нд изоляционном кольце 15.
Измеритель работает следующим образом.
При крутящем моменте М р=0 основные электропроводные элементы 6 и заземленные Г-образные выступы 2. составляют определенную емкость С, определяемую по формуле
c=K —, S
Р
rae, я — диэлектрическая проницаемость воздуха;5 — суммарная площадь двух основных электропроВодных элементов 6;, б — величина зазора между элементами 6 и Г-образными выступами.
Элементы 6 вклю еиы в цепь резонансного контура (не показано) генератора 12, генерирующего высокочастотный сигнал, который через антенну 13, установленную на изоляционном кольце 15, передается к регистрирующему прибору (не показан).
При действии на вал 1 крутящего момента М ФО упругий вал деформируется, т.е. скручивается, и величина зазора Ф между элементами 6 и выступами 2 меняется, а величина емкости
Со увеличивается или уменьшается в зависимости от знака приложенного крутящего момента. Изменение величиЙы емкости С, включенной в цепь резонансного контура генератора 12 вызывает изменение его частоты,, причем величина девиации частотй прямо пропорциональна величине крутящего момента и регистрируетея в регистрирующем приборе.
Электропроводные элементы 7 предназначены для балансировки и симметризации емкостей основных электропроводных элементов 6 из-за разброса их параметров при изготовлении измерителя. Элементы 7 подключаются параллельно основным электропроводящим элементам 6 в зависимости от величины разницы их емкоестей. Так как элементы 7 расположены по середине рабочей поверхности электроизоляционных элементов 5, то они не изменяют чувствительности измерителя при балансировке емкостей элементов 6.
При подключении электропроводящих элементов 8 параллельно элементам 6 дискретно уменьшается чувствительность измерителя, так как при . скручивании упругого вала 1 основные электропроводные элементы 6, например, приближаются к Г-образным выступам 2, зазор с" уменьшается и емкость С увеличивается, одновре @ менно зазор между элементами 8 и выступами 2 увеличивается на определенную величину, уменьшая величину изменения суммарной емкости С. Таким образом, подключая поочередно, 25 элементы 8 разной площади к основным элементам 6, дискретно изменяют чувствительность измерителя и, как следствие, диапазон измерения.
Использование в измерителе Г-об30 разных выступов и дополнительных электропроводных элементов, а также размещение основных и дополнительных электропроводных элементов параллельно плоскости указанных высту35 пов, позволяет повысить чувствитель ность и расширить диапазон измерения крутящего момента на валу.
Формула изобретения
Измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал, основные элект-, ропроводные элементы емкостного датчика скручивания вала, размещенные на электроизоляционных элементах и включенные в измерительную схему с генератором, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерения, в него введены два параллельных оси вала держателя электроизоляционных элемента, упругий вал снабжен фланцем и двумя расположенными в одной плоскости симметрично оси вала Г-образными выступами, размещенными между держателями электроизоляционных элементов, причем держатели связаны с фланцем, а каждый электроизоляционный элемент снабжен двумя группами дополнительных электропроводных элементов, из которых одна группа имеет электропроводные элементы равной площади, а другая — разной площади, причем дополнительные элект909598
Фиг. 1
Puz.3
Puz. Я
Составитель Г.Целибеев
Редактор С.Крупенина Техред Л.Пекарь Корректор Н.Швыдкая
Заказ 883/67 Тираж 883 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4
I ропроводные элементы равной площади и основные размещены на обращенных к плоскости выступов рабочих поверхностях электроизоляционных элементов симметрично оси вала напротив соответствующих выступов, а дополнительные эдектропроводные элементы разной плошади — на указанных рабочих поверхностях симметрично оси вала.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 437935, кл. G 01 L 3/10, 14.07.72
2. Авторское свидетельство СССР
Р 690337, кл. G 01 L 3/10, 28.06.77 (прототип).
