Устройство для измерения крутящего момента Советский патент 1986 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано для непрерьшного бесконтактного измерения крутящего момента в приводах и в механизмах,

Целью изобретения является повышение точности за счет обеспечения возможности измерения высокочастотных составляющих переменного крутящего момента.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг,2 - зубчатые диски с зубьями, имеющими профиль архимедовой спирали и соответствующий график изменения зазора между поверхностью зуба и датчиком при повороте диска на один зуб; на фиг.З - графики,, иллюстрирующие последовательность преобразования электрических сигналов от датчиков схемой измерения.

Устройство состоит из двух зубчатых дисков 1 и 2, жестко закрепленных на упругом валу 3 на определенном расстоянии друг от друга, на- которых выполнены зубья (фиг.2) с профилем, описьшаемым архимедовой спиралью.

Диски установлены на валу таким образом, чтобы при отсутствии скру- чивания вала противостоящие по его оси зубья на них совпадали по профилю. Устройство содержит также схему измерения, состоящую из двух бесконтактных датчиков 4 и 5 для преобразования зазора между датчиком и про- филе1 1 зуба в электрический сигнал, генератора 6 несущей частоты, кото- рьш обеспечивает синхронное питание датчиков 4 и 5, двух усилителей 7 и 8, блока 9 вычитания, усилителя-ограничителя 10, один выход которого соединен с индикатором 11 крутящего момента, а другой - с частотомером 12. Входы усилителей 7 и 8 сигналов соединены с выходами датчиком 4 и 5, а выходы - с входами блока 9 вычитания

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 3 и отсутствии его скручивания (холостой ход) датчики 4 и 5 линейных перемещений,, питаемые генератором 6 несущей частоты (фиг. За), преобразуют переменную величину зазора 4 в идентичные, ак- плитудно-модулируемые электрические сигналы, которые подаются на усили- тели 7 и 8 и после усиления - на схему блока 9 вычитания. Вследствие

5

0

5

0

5

0

5

0

5

того, что сигналы .равны по амплитуде и фазе во времени, так как Отсутствует сдвиг зубьев у дисков 1 и, 2, на выходе схемы вычитания разностньш сигнал будет равен нулю. При нагру- жении упругого вала 3 крутящим моментом зубчатые диски 1 и 2 поворачиваются относительно друг друга на угол, пропорциональньш крутящему моменту. В этом случае возникает разница в зазорах Л (фиг.2) между датчиками 4 и 5 и соответствующими зубьями, и на вход блока вычитания будут поступать амплитудно-модулиро- ванные сигналы, сдвинутые по фазе (фиго 36, в). Б результате их вычитания на выходе блока 9 вычитания сформи:руется сигнал, пропордиональ- ньй величине крутящего момента (фиг. Зг), которьй после детектирования и ограничения в усилителе-ограничителе 10 поступает на вход частотомера 12 (фиг. Зд) для контроля частоты вращения и на вход индикатора 11 крутящего момента (фиг. Зе).

Таким образом, любое изменение крутящего момента вызывает изменение разниць зазоров между датчиками и зубьяз ш, что приводит к соответствующему изменению величины напряжения, поступаю1дего на вход индикатора крутящего момента.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента, содержащее два жестко закрепленных на упругом валу на расстоянии один от другого зубчатых диска с идентичными зубьями, первьй и второй бесконтактные датчики, установленные напротив зубчатых дисков и соединенные с генератором несущей частоты и соответственно с первым и: вторым усилителями, вьгходы которых соединены с первым и вторым входами блока вычитания, выход кото- . рого соединен через усилитель-ограничитель с индикатором крутящего момента и частотомером, отличающееся тем, что, с целью по- вьшения точности за счет обеспечения возможности измерения высокочастотных составляющих крутящего момента, профиль зубьев дисков выполнен по архимедовой спирали, а бесконтактные датчики представляют собой преобразователи линейных перемещений.

J-

Фнг.2

WWinAAAA/WX

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного бесконтактного измерения крутящего момента в приводах и механизмах. Цель изобретения - повьппение точности измерения. Устройство содержит жестко закрепленные на упругом валу 3 на определенном расстоянии один от другого зубчатые диски 1 и 2, установленные так, что при отсутствии скручивания вала противостоящие на его оси зубья на них совпадали по профилю. Устройство содержит также схему.измерения, состоящую из бесконтактных датчиков 4 и 5 (БД), генератора 6 несущей частоты, обеспечивающего синхронное питание БД 4 и 5, усилителей 7 и 8, блока вычитания 9, усилителя-ограничителя 10, один выход которого соединен с индикатором крутящего момента 11, а другой - с частотомером 12. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет обеспечить возможность измерения высокочастотных составляю- щнх переменного крутящего момента. 3 ил. i (Л