Устройство для измерения крутящего момента Советский патент 1987 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения крутящего момента на вращающихся валах различны) силовых агрегатов.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство состоит из метки 1, расположенной на исследуемом валу 2, датчика 3 метки, двух ждущих мультивибраторов 4 и 5, двух генераторов 6 и 7 линейно изменяю- П-1ИХСЯ токов, магнитоупругого трансформаторного преобразователя 8, интегратора 9, регистратора 10, элементов ИЛИ 1 1 и НЕ 12 и двухполупериодного выпрямителя 13. Датчик 3 метки через мультивибратор 4 соединен с генератором 6 линейно изменяющегося тока, мультивибратором 5 и одним из входов элемента ИЛИ 11. Выход мультивибратора 5 соединен с управляющим входом регистратора 10 и вторым входом элемента ИЛИ 11, а также с входом генератора 7 линейно изменяющегося тока. Выходы генераторов 6 и 7 линейно изменяющихся токов подключены к входу магнитоупругого трансформаторного преобразователя 8, выход которого через двухполупериодный выпрямитель 13 и интегратор 9 соединен с входом регистратора 10. Выход элемента ИЛИ 11 соединен с унравляюпгим входом интегратора 9 и через элемент НЕ 12 с входом интегратора 9.

Устройство работает сл€ дующим образом.

В момент 1 совмещения одного и того же участка вала с измерительной зоной преобразователя (совмещение метки 1 с датчиком 3 .метки) с выхода датчика 3 поступает импульс на запуск первого жду|цего мультивибратора 4, который выдает импульсы постоянной амплитуды VQ и длительности То, запускаюн1ие первый генератор 6 линейно изменяющегося тока.

Значение тока на выходе генератора б определяется выражением (при )

/i l/oAi /.

где k -коэффициент блока преобразования

напряжения в ток.

Через интервал времени TO (в момент t 2) по заднему фронту импульса с мультивибратора запускается второй мультивибратор 5, который вырабатывает импульс постоянной амплитуды Vo и длительности то. Импульс с мультивибратора 5 запускает генератор 7, на выходе которого значение тока определяется выражением (при )

/., 1/о/г,то-Уо/г2/,

при

(/,/ //- j/2 / /:).

Ток с выходов генераторов 6 и 7 линейно изменяющихся токов поступает в питающую обмотку магнитоупругого трансформаторного преобразователя крутящего момента, где он суммируется с паразитным током In, от действия ЭДС, обусловленной «скоростным эффектом. Полагая, что в интервале времени частота вращения вала постоянна (что достигается соответствующим подбором то«со), паразитный ток также /„ const. Поэтому ЭДС, наводимая /,, в измерительной обмотке, прямо пропорциональна производн ой /„, а так как /„ const, то производная от /п равна нулю. Таким образом, напряжение на выходе

преобразователя крутящего момента описывается выражением

1/1 -/,М+еаг /о/гМ+«о,

гдееиг-ЭДС, наведенная в измерительной обмотке (вызванная «скоростным

эффектом);

М - взаимоиндуктивность магнитоупругого трансформаторного преобразователя.

25

В интервале времени , на выходе преобразователя 8 имеем

V /2М+еш - 1/„/гМ+еш

Выходное напряжение преобразователя 8 через двухполупериодный выпрямитель поступает на интегратор, который импульсами с элемента ИЛИ открыт по входу в интервале времени .

На выходе интегратора напряжение описывается выражением

V(l/ofeyM+ew)|-i (

-егя)f и,(Мо+АЛ1),

где т - постоянная времени интегрирования

интегратора;

MO - известное значение взаимоиндук- тивности преобразователя крутящего момента при значении крутящего момента, равном нулю; ЛМ-изменение значения взаимоиндуктивности преобразователя крутящего момента при наличии нагрузки.

Выходное напряжение интегратора по заднему фронту импульса с мультивибратора 5 фиксируется регистратором (например, аналоговым запоминающим устройством). Импульс с элемента НЕ приводит интегра- тор в нулевое состояние и при повторном совмещении метки с датчиком метки весь процесс повторяется аналогично рассмотренному.

Формула изобретения Устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий вал с меткой, последовательно соединенные датчик метки, первый ждущий мультивибратор, генератор линейно изменяющегося тока и магнитоуп- ругий трансформаторный преобразователь, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в него введены второй ждущий мультивибратор, второй генератор линейно изменяющегося тока, двухполупериодный выпрямитель, интегратор, элемент ИЛИ и элемент НЕ, подключенный к первому входу интегратора, к второму входу которого подключен выход двухI/O

0

полупериодного выпрямителя, а к третьему входу и к входу элемента НЕ - выход элемента ИЛИ, причем выход первого ждущего мультивибратора соединен с первым входом элемента ИЛИ и с входом второго ждущего мультивибратора, выход которого соединен с входами второго генератора линейно-изменяющегося тока, первым входом регистратора и вторым входом элемента ИЛИ, при этом вход магнитоупругого трансформаторного преобразователя соединен с входом второго генератора линейно изменяющегося тока, а выход - с двухполупериод- ным выпрямителем, а выход интегратора соединен с вторым входом реги стратора.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения. В момент совмещения метки с датчиком метки 1 с выхода датчика 3 метки поступает импульс на запуск мультивибратора 4, импульсы которого запускают генератор 6 линейно изменяющегося тока (ГТ). Через интервал времени запускается мультивибратор 5, импульс с которого запускает ГТ 7. Ток с выходов ГТ 6 и 7 поступает в питающую обмотку трансформаторного преобразователя 8, где он суммируется с паразитным током от действия ЭДС, обусловленной «скоростным эффектом. Выходное напряжение трансформаторного преобразователя 8 через двухполупериодный выпрямитель 13 поступает на интегратор 9, который соединен с регистратором 10. 2 ил. со ND 00 О) со

V

Составитель А. Пашков

Редакторе. ЮрковецкаяТехред И. ВересКорректор А. Обручар

За каз 3477/45Тираж 776, Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, , Рау1ЕСкая наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

%

%V

Фи2.2.