Устройство для измерения скручивающих усилий на валу Советский патент 1959 года по МПК G01L3/14 G01B7/24 G01L1/14 

Уже известны устройства для измерения механического момента на валу по степени скручивания тонкого стержня из ферромагнитного материала под действием приложенных к его концам усилий. Величина этих усилий определяется но изменению магнитных свойств материала деформируемого стержня.

Особенность предлагаемого устройства заключается в том, что концы стержня закрепляются в доньях металлических стаканов, схватывающих стержень, которые жестко скреплены между собой открытыми концами с. помощью изоляционной прокладки.

К открытым концам стаканов подводится переменный ток значительной величины, который пропускается через стержень и намагничивает его.

На фиг. 1, 2 и 3 изображено в трех проекциях предложенное устройство: на фиг. 4 - схема его включения.

Основной частью устройства является деформируемый стержень (или трубка) /. Концы стержня плотно закреплены в дне 2 одного из двух металлических стаканов 3 из ферромагнитного материала. Скрепление стаканов с концами стержня / производится после предварительного закручивания последних. Свободные концы стаканов 3 снабжены металлическими фланцами 4, к которым подводится переменный ток 5, намагничивающий стержень. Между фланцами зажат вкладыш 6 из изоляционного материала, скрепляющий фланцы 4 между собой.

В средней части деформируемого стержня укреплена шайба 7, снабженная стержнем 8, выведенным наружу через отверстие в изоляционном вкладыше 9. ; № 122908- 2 На расстоянии примерно четверти длины стержня от каждого из его кон11(д1О;|Щ| Ш1ы дТе другие шайбы 10, стержни // которых также выведенУте у Щтаканрв 3. Концы стержней жестко скреплены между 9у |е%П|р,к9Й|г/2; Между планкой 12 и стержнем 8 приложено нзмep le IO,ycилиe„ скручивающее стержень /. На ylacn-lceстержня между шайбами 7 к 10 надеты симметрично четыре катушки 13, 14, 15 и 16, к которым подключают измерительный прибор. Согласно электрической схеме устройства (фиг. 4) катушки 13- 16 и М-15 включены попарно последовательно и навстречу друг другу, и вместе с включенным между ними переменным сопротивлением г образуют два плеча электрического моста. Двумя другими плечами служит реохорд 17. Между движками сопротивления 18 и реохорда 17 включен вход усилителя 19 электронного потенциометра. На выходе его включен реверсивный электрический двигатель 20, который при враш,еНИИ передвигает движок реохорда П. Работа предлагаемого устройства пpo cxoдит следующим образом: переменный, электрический ток, протекая по стержню /, возбуждает в нем .круговое переменное магнитное поле. Продольная составляющая этого ноля индуктирует неременную э.д.с. в четырех измерительных катушках 13-16 устройства. При этом, в зависимости от.их включения в цепь моста, напряжение, индуктируемое в катушках 13 и 14, направлено навстречу напряжению в катушках 15 и 16. Поэтому, при отсутствии деформации стержня, результирующее напряжение всех катушек в схеме моста будет равно нулю, вследствие чего на выходе моста напряжения не будет. При деформации стержня под действием измеряемого скручивающего усилия баланс напряжений в мосте нарушится, на выходе усилителя появится переменное напряжение, двигатель начнет вращаться, перемещая движок реохорда /7 до наступления баланса схемы. Движок снабжен щкалой, которая может быть градуирована непосредственно в значениях измеряемых усший. Предмет изобретения 1.Устройство для измерения скручивающих на валу, с применением намагниченного ферромагнитного деформируемого тела, в форме стержня или трубки, воспринимающего измеряемое усилие и несущего измерительную обмотку, отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности устройства, каждый из концов стержня закреплен в дне одного из двух металлических стаканов, охватывающих стержень и жестко скрепленных с помощью изоляционной прокладки, своими открытыми концами, к которым подводится электрический ток, намагничивающий стержень. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что деформируемый стержень снабжен закрепленными в его средней части и посредине каждой из его половин планками, к которы.м прилагаются измеряемые усилия, создающие деформацию стержня. 3.Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что измерительная обмотка выполнена в виде четырех симметрично надетых на стержень катушек, включенных попарно навстречу друг .другу в два плеча электрического моста, двумя другими плечами которого служит регулируемый потенциометр, движок которого механи- чески связан с валом реверсивного двигателя, включенного через усилитель в выходную диагональ моста.

j // Г Я М

2 13

г г