Способ измерения крутящего момента Советский патент 1988 года по МПК G01L3/10 

оо

Ot) 00

о

1 1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающихся ферромагнитных валах различных объектов.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения влияния магнитной анизотропии вала.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - осцилог- раммы выходного сигнала измерительной системы при вращении вала и

М.Р 0.

Устройство содержит магнитоупругий преобразователь 1 (например, контролируемый вал, либо элемент цилиндрической формы, жестко связанный с валом), электромагнитный трансформаторный преобразователь 2 крестового типа, источник 3 переменного тока выпрямитель-усилитель 4, фильтр 5 низких частот, следящий измеритель 6 максимальной за оборот вала величины вь ходного напряжения, датчик 7 углового положения вала.

Крутящий .момент, приложенный к валу, изменяет магнитные свойства маг- нитоупругого преобразователя 1. Это приводит к изменению напряжения на вторичной (измерительной) обмотке электромагнитного трансформаторного преобразователя 2, обмотка возбуждения которого запитана от источника 3 переменного тока. Величина тока возбуждения выбирается так, что материал магнитоупругого преобразователя 1 и материал сердечников электромагнитного трансформаторного преобразователя 2 не достигают намагниченности насыщения. Измерительная обмотка преобразователя 2 зашунтирована емкостью. Емкость выбрана так, что резонансная частота RC-контура равняется частоте тока, питающего преобразователь 2. Измерение при этом происходит на первой гармонике частоты питания преобразователя.

Высокочастотное напряжение с измерительной обмотки выпрямляется и усиливается вьшрямителем-усилителем 4. Фильтр 5 низких;частот выделяет постоянную составляющую (выходное напряжение измерительной системы).

Величина выходного напряжения зависит от углового положения вала в момент измерения и оказывается пуль686712

сирующей с периодом, равным периоду вращения вала.

Способ реализуется следующим обра5 зом.

У поверхности контролируемого вала устанавливают преобразователь крестового типа так, что ось его магнитопровода возбуждения направле10 на вдоль оси контролируемого вала. Запитывают обмотку возбуждения от источника переменного тока. Поворачивая ось магнитопровода к направлению предполагаемого действия главных рас1Ь тягивающих. напряжений, добиваются того, что фаза вторичного напряжения одинакова при любом угловом положении ненагруженного вала. Находят угловое положение вала, при котором

20 фи плитуда выходного напряжения имеет

максимальное значение. Градуируют в этом положении преобразователь, ступенчато нагружая неподвижный вал. При вращении нагруженного вала

25 выходное напряжение преобразователя, пульсирующее с частотой вращения вала, поступает на измеритель 6 следящего т.ипа, который отслеживает и измеряет его максимальную за оборот ва30 ла величину. Выходное напряжение преобразователя достигает своего максимального значения при том же угловом положении вала, при котором бьшо максимально его начальное выходное нап35 ряжение. Таким образом, измерение происходит при одном и том же угловом положении вала, естественной меткой которого является максимальное выходное напряжение преобразова40 теля.

В качестве измерителя 6 может быть использован импульсный вольтметр, сброс счета которого осуществляется по сигналу с датчика 6 угло45 вого положения вала.

Измеритель момента по предлагаемому способу может работать без датчика 7 углового положения вала. Для 50 этого достаточно чтобы сброс счета в измерителе 6 максимальной величины осуществлялся реже, чем один раз за оборот вала (например, от внутреннего генератора сброса счета).

55

Формула изобретен и я

Способ измерения крутящего момента, действующего на цилиндрический

31

ферромагнитный вращающийся вал, заключающийся в намагничивании контролируемого участка вала накладным крестообразным преобразователем трансфер маторного типа и измерении вторичного напряжения преобразователя, о т- личающийся. тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения влияния магнитной

68671

анизотропии вала, в процессе намагничивания изменяют его направление поворотом преобразователя до момента отсутствия изменения фазы выходного напряжения при вращении вала, отслеживают и измеряют максимальную за оборот вала величину выходного напряжения преобразователя и по ней судят 10 о величине крутящего момента.

Изобретение относится к области приборостроения. Цель изобретения - повьшение точности за счет устранения влияния магнитной анизотропии вала. При вращении нагруженного вала выходное напряжение преобразователя, пульсирующее с частотой вращения вала, поступает на измеритель следящего типа, который отслеживает и измеряет его максимальную за оборот вала величину. Выходное напряжение преобразователя достигает своего максимального значения при том же угловом положении вала, при котором было максимальным его начальное выходное напряжение . Измерение происходит при одном и том же угловом положении вала, естественной меткой которого является максимальное выходное напряжение преобразователя. 2 ил. е (Л

г/

(b)

б

I

с