Магнитоупругий датчик крутящего момента Советский патент 1988 года по МПК G01L3/10 

00 00

ю

Фиг. 7

11

Изобретение относится к силоизме- рительной технике и может быть использовано для измерения крутящих моментов, например, при определении потерь мощности различных приводов.

Цель изобретения - повышение точности за счет снижения уровня пульсаций выходного сигнала.

На фиг. 1 изображена конструкция магнитоупругого датчика крутящего момента; на фиг. 2 - измерительная схема магнитоупругого датчика, крутящего момента.

Магнитоупругий датчик крутящего момента содержит электромагнитную систему 1, состоящую из трех тороидальных магнитопроводов, охватывающих ферромагнитный вал 2, на поверхности которого под средним магнито3 под уг

проводом вьшолнены прорези лом 45° к оси вала. Внутри крайних магнитопроводов размещены катушки 4 и 5 возбуждения, а внутри среднего магнитопровода размещена катушка 6 возбуядчения и измерительная обмотка 7. Обмотка возбуждения включает три катушки 4-6, соединенные последовательно-согласно и создающие магнитные потоки.

Катушки 4 и 5 имеют одинаковое число витков, большее чем в катушке 6 (например, в два раза).

Ферромагнитньй упругий вал 2 устанавливают в подшипниках так, чтобы зазоры 9 и 10 были минимально возможными для обеспечения свободного вращения вала при эксплуатации, при этом зазоры 11 и 12 рьшолнены по крайней мере на порядок большими, чем зазоры 8 и 9.

Обмотка 13 возбуждения магнитоупругого датчика подключена к источнику 14 переменного напряжения, а измрительная обмотка - к двухполупериод ному выпрямителю 15, выход которого через фильтр 16 нижних частот соединен с одним входом дифференциальног усилителя 17, на другой вход которого пост упает компенсационное напря- жение от источника 18 опорного регулируемого напряжения. Выход дифферециального .усилителя 17 связан с входом измерительного устройства 19.

Магнитоупругий датчик крутящего момента работает следующим образом.

При отсутствии крутящего момента (Мцр 0) и магнитопроводе датчика об

моткой возбуждения создаются потоки Ф,, Ф, и Ф, в результате чего в измерительной обмотке наводится ЭДС, пропорциональная потоку Ф,.

Регулировкой величины опорного напряжения, поступающего на вход дифференциального усилителя 17 от источника 18, добиваются нулевого показания измерительного устройства 19, т.е. и,,.

При появлении крутящего момента

за счет изменения магнитного сопротивления участков вала 2 происходит перераспределение потоков Ф, Ф и Ф и величина потока Ф, сцеп- . ленная с измерительной обмоткой 7, также изменится на величину лФ,пропорциональную крутящему моменту.Сле- довательно, на входе измерительного

(М,)

25

устройства 19 появится сигнал, величина которого пропорциональна крутящему моменту, а знак - направлению действия измеряемого момента.

Формула изобретения

5

0

5

1. Магнитоупругий датчик крутящего момента, содержащий упругий фер- 0 ромагнитньш вал, электромагнитную систему, включающую в себя .два тороидальных магнитопровода, охватывающих с зазором вал с установленными внутри катушками, в каждой из которых размещены возбуждающая и измерительная обмотки, а на поверхности вала под магнитопроводами выполнены прорези под углом 45 к оси вала, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности за счет снижения уровня пульсаций выходного сигнала, электромагнитная система выполнена в виде трех тороидальных магнитопроводов, охватывающих вал, на поверхности которого под средним маг5

0

нитопроводом выполнены прорези под углом 45° к оси, причем зазоры крайних магнитопроводовJ внутри которых размещены катушки возбуждения, на порядок больше зазоров среднего магнитопровода, внутри которого размещены катушка возбуждения и измерительная обмотка, а обмотка возбуждения включает в себя три катушки,соединенные последовательно-согласно. 2. Датчик поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что крайние.катушки возбуждения имеют равное число витков, большее чем в средней катушке.

Изобретение относится к силоиз- мерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет снижения уровня пульсаций выходного сигнала. При появлении крутящего момента за счет изменения магн. сопротивления участков вала 2 происходит перераспределение потоков Ф,, 0,j и Фз и величина потока Ф 2 сцепленная с измерительной обмоткой 7, также изменится на величину йФ, пропорциональную крутящему моменту. На входе измерительного устр-ва появится сигнал, величина которого пропорциональна крутящему моменту, а знак - направлению действия измеряемого момента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л