Датчик крутящего момента Советский патент 1984 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть применено в системах, использующих индикаторный способ включения сельсинов, для изме рения момента/ передаваемого сельсин ным валом. Известен датчик крутящего момента содержащий два сельсина 1. Однако этот датчик имеет ограниченную область применения вследствие наличия кинематической связи между роторами сельсинов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик крутящего момента, содержащий сельсин-датчик и сельсин-приемник, статорные обмотки которых соединены между собой параллельно, а также фа- зочувствительный усилитель 2, , Недостатком известного датчикаяв ляется низкая точность вследствие наличия большого числа ступеней преобразования измерительной информации Целью изобретения является повы.шение точности путем сокращения числа ступеней преобразования измерительной информации. Указанная цель достигается тем, что в датчик крутящего.момента, содержащий сельсин-датчик и сельсинприемник, статорные обмотки которых соединены между собой параллельно, а также фазочувствительный усилитель введены два фазосдвигающих моста, каждый из которых выполнен с тремя входами, и три согласующих трансформатора, каждый из которых снабжен двумя обмотками, причем одни выводы одних обмоток согласующих трансформаторов соединены между собой, а другие - с соответствующими входами одного фазосдвигающего моста, выход которого подключен к одному входу фазочувствительного усилителя, к вто рому входу которого подключен выход второго фазосдвигающего моста, входы которого подключены к соответствукнци выводам роторной обмотки сельсиндатчика, а также через соответствующие вторые обмотки согласующих трансформаторов - к соответствующим выводам роторной обмотки сельсин-прием ника. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого датчика. Датчик крутящего момента представ ляет собой сельсинную пару включенную в индикаторном режиме, т. е. сельсинный вал, и содержит сель син-датчик 1, сельсин-приемник 2, дв фазосдвигающих моста 3 и 4, узел 5 измерения токов и фазочувствительный усилитель 6. При этом узел 5 измерения токов содержит три согласующих трансформатора 7, одни обмотки которых зашунти рованы резисторами 8 и подсоединены к выводам рсзторных обмоток сельсинатчика 1 и сельсин-приемника 2, а торые обмотки согласующих трансфораторов 7 подключены к входам фазодвигающего моста 4, выход которого одключен к одному входу фазочувстительного усилителя 6, второй вход оторого подключен к выходу фазосдвиающего моста 3, входы которого под- лючены к выводгил роторной обмотки ельсин-датчика 1. Выходом датчика вляется выход фазочувствительного силителя 6. Датчик работает следуюгдим обраом. Если между ротором сельсин-датчика и ротором сельсин-приемника 2 приожить крутящий момент, он приведет их угловому рассогласованию об М/Шэ,. де «6 - угол рассогласования; М - передаваемый момент; т.. - удельный синхронизирующий момент. При этом через резисторы 8 шунтиующие одниобмотки согласующих транг форматоров 7 текут токи i,(2t,+Z Kco5 g-co3ctn j ij ((21;с()0 «5Ц 2о « 2о |) j i( 1, Дсо5Ц- 20°)-со5(л„Н20«), Ej - амплитудное значение электродвижущей силы, индуцируемой во вторичной обмотке . сельсина; rf - угол поворота ротора сельсин-датчика 1; угол поворота ротора сельсин-приемника 2; комплексное сопротивление фазы сельсин-датчика 1 или сельсин-приемни1ка 2; 2д - кoмплeкcнoJЭ сопротивление линии связи между сельсиндатчиком 1 и сельсин-приемником 2. Причем модуль Z, значительно больше, чем мог дуль 2д. В формулах (1) принято допущение об идентичности параметров сельсиндатчика и сельсин-приемника. На входе фазосдвигающего моста 4 озникают три напряжения ;. ЕМ-ч Kut-qo)., . . 1тг« -i ip-s n -r-l- n-V-i itot-grf), /e,d;+eCn ., нго 11г-- - Лр-.;«(мго Ь где - коэффициент трансформации согласующих трансформаторов 7, включенных параллельно сопротивлениям 8 в линиях связи;. - модуль сопротивления фазы сельсинов 1 и 2. В предлагаемом датчике момент 2д является чисто активным сопротивлени ем, На входе фаэосдвигающего моста 3 также возникают три напряжения «,.Е,.еКеоэ(1.Ц), п,.E«.ei Чoel 70 Уcoвp V, (3) ,Е,.е.Ц-ио.).соб().. Сравнивая выражения (2) и (3),выход ное напряжение фазосдвигаюиего моста 1 находится в фазе или в противофазе по отношению к выходному напряжению фазосдвигаюадего моста 3, в зависимос ти от знака угла рассогласования между ротором сельсин-датчика 1 и рото{эом сельсин-приемника 2. Амплитуда выходного напряжения фазосдвигающего моста 4 линейно зависит от угла рассогло(сования между роторами селг1син.-. датчика 1 и ротором сельсин-приемника 2, т. е. от момента, передаваемого сельсинньм валом. Выходное напряжение с фазосдвигающих мостов 3 и 4 подается на фазочувствительный усилитель б, на выходе которого образуется постоянное напряжение, величина которого зависит от амплитуды выходного напряжения фазосдвигающего моста 4, а знакот соотношения фаз выходных напряжений фазосдвигающих мостов 3 и 4, т.е. от знака передаваемого момента. Изобретение позволяет повысить то ность измерения крутящего момента сельсинным валом.

ДАТЧИК КРУТЯШЕГО МОМЕНТА, содержащий сельсин-датчик и сельсинприемник, статорные обмотки которых соединены между собой параллельно, а также фаэочувствительиый усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем сокращения числа ступеней преобра зования измерительной информации, в него введены два фазосдвигающих моста, каждый из которых выполнен с тремя входами, и три согласующих трансформатора, каждый из которых снабжен двумя обмотками, причем одни выводы одних обмоток согласующих трансформаторов соединены между собой, а другие - с соответствующими входами одного фазосдвигающего моста, выход которого подключен к одному входу фазочувствительного усилителя, к второму входу которого подключен выход второго фазосдвигающего моста, входы которого подключены к соответ;ствующим выводам роторной обмотки сельсин-датчика, а также, через соот-§ ветствующие вторые обмотки согласую(Л щих трансформаторов - к соответствукхцим выводам роторной обмотки сель.син-приемника.