Датчик крутящего момента Советский патент 1985 года по МПК G01L3/10 

I1 Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено в системах, использующих индикаторный способ включения сельсинов, для измерения момента, передаваемого сельсинным упругим валом. Цель изобретения - повьшение надежности измерения значения момента На фиг. 1 приведена принципиальная схема датчика; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы работы первого и второго фазосдвигающего моста; на фиг.4 - временные диаграммы работы ограничителя напряжения; на фиг„ 5 - фазовая диаграмма выходного напряжения. Датчик содержит сельсин-датчик и сельсин-приемник, статорные обмотки которьс: соединены между собой параллельно, фазордвигающие мосты 1 и 2, узел 3 измерения токов, протекаю щих в линиях связи, состоящий из трех резисторов и трех согласу}ощих трансформаторов, ограничитель напря 5кения, собранный на резисторе Rj и опорных диодах |5., и инвертирующий трансформатор То, , сглаживающую емкость Cj , фазосдвигающую цепочку. собранную на RJ, R 5, С и ь, , два согласующих трансформатора Тр и Тр Датчик работает следующим образом При передаче момента сельсинным упругим валом амплитуда выходного н пряжения первого фазосдвигающего MO та достаточно линейно падает в зависимости от угла рассогласования между сельсин-датчиком и сельсин-прием ком в диапазоне 0-70 эл.° (фиг.2), а амплитуда выходного напряжения вто рого фазосдвигающего моста достаточ линеййо возрастает (фиг.З). I При этом выходные напряжения фазо сдвигаюпщх мостов находятся в фазе или в противофазе в зависимости от знака угла рассогласования. Амплитуда выходного напряжения фазосдвигающего моста 1 изменяется по закону tp.C.Mi npKotO 5 где oi - угол рассогласования; 1 - коэффициент пропорциональнос ти. Ограничитель напряжения (R,, З, , ) ограничивает выходное напряжение фазосдвигающего моста 1 до значе НИН равного выходному напряжению при максимальном угле рассогласования (фиг.4). 112 Напряжение, снятое с опорных диодов t,, и t инвертируется с помощью Тр, а с помощью емкости С, выделяется первая гармоника. Вьщеленная первая гармоника вычитается из выходного напряжения фазосдвигающего моста 1 и разность подается на входную диагональ фазоСдвигающей цепочки, собранной на -Rj , R 3 2 3 которая сдвигает данное напряжение на 90 Напряжение, снятое с выходной диагонали фазосдвигающей цепочки, подается на первичную обмотку согласующего трансформатора Тр , Выходное напряжение фазосдвигающего моста 2, которое изменяется по закону (J.c.Mi К-об , подается на первичную обмотку сргласующего трансформатора Тр . Коэффициенты трансформации согласующих трансформаторов ТP.J Ря выбираются таким образом, чтобы амплитуды напряжений, индуцируемых во вторичных обмотках, были равны. Напряжения, индуцируемые во вторичных обмотках Тр. иТр , соединенных последовательно, имеют одинаковую амплитуду и сдвинуты друг отно- сительно друга на 90 эл. . При этом амплитуда напряжения, индуцируемого во вторичной обмотке Тр, ((J,) , изменяется от нуля до ма ксимального значения в зависимости от угла рассогласования, а амплитуда напряжения, индуцируемого во вторичной обмотке Тр (и,) - от максимального значения до нуля. Выходной вектор напряжения () снимаемый со свободных концов вторичных обмоток согласующих трансформаторов, равен , Bb-x-Ui Jz. Фаза выходного напряжения относительно опорного (в качестве опорного выбирается вектор напряжения, снятый с выходных концов фазосдвигающего моста 1) изменяется в зависимости от угла рассогласования по закону , U, 1 1 Cp arcig- arct|y-3;-, где 11(5 Uj при of 0; об - угол рассогласования между сельсин-датчиком и сельсинприемником;К - коэффициент трансформации, Таким образом, при изменении угла рассогласования в диапазоне от -oi макс.

.с фаза выходного напряжения изменяется в диапазоне 0-90 эл. в зависимости от знака угла рассог ласования.

Предлагаемый датчик разработан для системы управления дистанционного копирующего манипулятора. Фиг. 7 Фиг. 2.

и

(/.

лах

-U « -rnffx

Ф«г5

ДАТЧИК КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, Содержащий сельсин-датчик, сельсинприемник, статорные обмотки которых через узел измерения токов соедине-. ны между собой параллельно, первый фазосдвигающий мост, соединенный с выходами обмоток сельсина-датчика, и второй фазосдвигающий мост, подключенный к выходу узла измерения , о/,;,,;::: S « ,«. .,...ч токов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности измерения, в него введены ограничитель напряжения, инвертирующий трансформатор, сглаживакнцая емкость, фазосдвигающая цепь, первый и второй согласующие трансформаторы, вторичные обмотки которых соединены встречно, первичная о&4отка второго согласующего трансформатора подключена к выходу второго фазосдвигаклцего моста, при этом выход первого фазосдвигающего моста подключен к входу ограничителя напряжения, выход которого соединен с входом инвертирующего трансформатора и первьм входом фазосдвигакадей цепи, выход инвертирующего трансформатора соединен со сглаживакяцей емкостью и вторым входом фазосдвигающей цепи, выход которой подключен к второму согласующему трансформатору.