Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах клетей прокатного стана Советский патент 1983 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для иэмере« ия крутящего момента передаваемого валами электродвигателей прокатного стана, и создания информационного сигнала о крутящем моменте для системы автоматического управления тех нологический процессом прокатки. Иавестно устройство для измерения крутяшего момента, сод ер жаШее упругий вал с размещенными на немтепзорезисторами, включенными в схему измерительного мост блоком питания и интегратором импульсову индуктивный и емкостный коммутаторы соответственно для запитки элементов, размещенных на валу, и передачи информационного сигнала с генератора импульсов и измерительную схему. Однако данное устройство не обеспечивает требуемой -точности измерения Ll Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре зультату является устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах клетей прокатного стана, содер жащее бесконтактный токосъемник для питания установленного на валу преобразователя деформации вала, в частоту электрического сигнала и бесконтак-тный токосъемник для передачи сигнала с преобразователя деформации вала на неподвижный преобразователь частота-напряжение С 1 Недостатком известного устройства также является низкая точность измерения, обусловленная влияниетл температурного и временного дрейфа нуля в преобразователе деформации вала. Целью изобретения является повышени точности измерения за счет устранения временного и температурного дрейфа нуля. Указанная цель достигается тем, что в устройство введены посдедоватепьно соединенные сравнивающий: и релейный элет 1енты, цепь среднего значения напряжения, датчик наличия металла в клети и интегратор, вход которого через нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый контакты датчика наличия металла :связан соответственно, с выходом репейного элемента и выходом цепи среднего значения напряжения, соединенной входом через другой нормально-замкнутый контакт указанного датчика с выходом релейного элемента-, причем преобразователя частота - напряжени .и выход интегратора связань с соответст вующими входами сравнивающего элемента. На чертеже представлена Функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах клетей прокатного стана содержит бесконтактный токосъемник 1 для питания установлен - ного на валу преобразователя 2 деформации вала в частоту электрического тока, бесконтактный токосъемник 3 для передачи информации с вала, неподвижный преобразователь 4 частота-напряже1ше, . последовательно соединенные . сравнивающий 5 и релейный 6 элементы, цепь 7 среднего значения напряжения, интегратор 8 и датчик 9 наличия металла в клети прокатного стана. Вход интегратора 8 связан через один нормально-замкнутый контакт датчика 9 наличия металла с выходом релейного элемента 6 и через нормально-гразомкнутьтй контакт того же датчика - с выходом цепи 7 среднего значения напряжения, вход которой соединен через другой нормально-замкнутый контакт указанного датчика с выходом релейного элемента в. Выход интегратора 8 и выход преобразователя 4 связаны с соответствующими входами сравнивающего элемента 5, выход тсоторюго является выходом устройства. Устройство работает следуклцим образом. Через бесконтактный токосъемник I подается электроэнергия на вал для питания схемы преобразователя 2 деформации вала в частоту. При действии на вал крутящего момента происходит деформация вала, которую воспринимает преобразователь 2. На выходе преобразователя 2 частота электрического тока изменяется пропорционально деформации вала. Частотно- модулированный сигнал подается с вращающегося вала бесконтактным. токосъемником 3 и пост т1ает на преобразователь 4 частота-напряжение в котором преобразуется в постоянное электрическое напряжение, пропорциональное крутящему моменту. Выходной сигнал преобразователя частота-напряжение подается на прямой вход сравнивакяцего элемента 5, с вьрсода которого сигнал поступает на скст&лу .автоматического управления прокатного стана и одновременно пос - тупает в цепь отрицательной обратной связи ва релейный элемент 6. При отсутствии металла в ,клети обратная связь обеспечивает компенсацию дрейфа нуля

или ложного сигнала и запоминает зна чение этого сигнала для последующей компенсации ошибки сигнала крутящего момента во в)емя прокатки. При поступлении сигнала на релейный элемент 6, обусловленного дрейфом нуля, последний срабатывает и подает выходное напряжение заданного значения на интегратор 8 через нормально-замкнутые контакты датчика наличия металла и в цепь 7 среднего значения напряжения. Так как сигнал дрейфа нуля псмугупает на прямой вход сравнивающего элемента, а ком пенсапионный сигнал с интегратора на инверсный вход, то дри равенстве этих . сигналов выходное напряжение сравнивающего элемента, а значит и всего измерительного устройства, будет близко к нулю. Отличие от нуля определяется зоной нечувствительности элемен та, крторая может быть выбрана весьма малой.

Таким образом, на выходе релейного элемента будет периодическая последо,ватепьность разнополярных прямоугольных импульсов одинаковой амплитуды.

Эти импульсы при поступлении на вход цепи 7 среднего значения напряиоения вызовут появлегше выходного постоя ного напряжения со средним значением по отношешпо к входньпл импульсам. Цепь среднего значения запоминает это напряжение..

При входе металла в клеть прокатного стана до захвата метешла Валками срабатывает датчик 9 наличлся металла, что приводит к размьпсагаяо его нормаль но-замкнутых контактов. При этом цепь среднего значения и интегратор отключа ются от релейного элемента, а вход интегратора подключается к выходу цепи среднего значения. Так как на вход интегратора поступает теперь то значение найряження, которое запомнила цепь среднего значения, выходное напряжение интегратора будет изменяться с той же скоростью с какой ягаменялся; дрейф нуля прред входом металла в клеть. Так как «выходное напряжение иш-егратора 8 поступает на инверсный вход сравнивающего элемента при одновременном наличии на прямсм входе полезного сигнала в .жрутящём момекге в сумме с сигналом дрейфа нуля, и эти сигналы вычитйютс на выходе сравнивающего элемента 5, а значит и на выходе всего изм итепьHofo -устройства, будет только сигнал крутящего момента.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить точность измерения за счет использования следящей : ко я1енсации дрейфа нуля при отсутствии металла в клети, т е. при отсутствии сигнала в крутящем моменте, и компенсации «анболее вероятного дрейфа нуля при входе металла в клеть, т. е. при наличии:: информации в крутящем моменте.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА ВРАШАЮиИХСЯ ВАЛАХГКЛЕТЕЙ ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее бесконтактный токосъемник для питания установленного на валу преобразователя деформации вала в частоту электрического сигнала и бесконт актный токосъемник для п едачи сигнала с преобразователя деформации вала на неподвижный преобразователь частота-напряжение, о т.л ич а ю щ е е с я тем, что, с целыр повьпйешга точности измерения за счет устранения временного и температурного дрейфа нуля, в него введены. последовательно соединенные сравнивающий и релейный эпвмекты, цепь среднего значения напряжения,; датчик наличия металла в клети и интегратор., вход которого через нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый контакты датчика наличия металла связан соответственно с выходом релейного элемента и выходе цепи среднего значения напряжения, соединенной входом через другой нормально-замкнутый контакт указанного датчика с выходом релейного длемента, причем выход преобразователя частотанапряжение и выход интегратора связаны с соответствующими входами сравнивающего элемента.