Двухканальный датчик крутящего момента вращающегося вала Советский патент 1993 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к измерительой технике и может быть использовано для змерения, контроля и управления режимом работы силовой установки летательного аппарата или другой машины, где ребуется повышенная надежность работы ри высокой точности измерений.

Цель изобретения - повышение точноти, за счет обеспечения идентичности сигналов каждого канала.

На чертеже схематично изображен вухканальный датчик крутящего момента вращающегося вала.

На валу 1, передающем момент М вращения, закреплены зубчатые индукторы 2 и . Первый из них установлен на конце вала, посредством жестко связанного с ним полого цилиндра 4. Над каждым из зубчатых индукторов размещены полюса постоянных магнитов 5, 6 с наконечниками 7, 8 и 9, 10, выполненными в виде Н-образных магнито- проводов, одноименные полюса которых соединены ферромагнитными пластинами 11, 12 и 13,14 соответственно. На перемычках Н-образных магнитопроводов намотаны сигнальные обмотки 15, 1.6, 17 и 18 двух каналов. Расстояния между полюсами соединенными ферромагнитными пластинами 11, 12 (13, 14) равны (I + 0,5) зубцового шага индуктора 2 (3) по окружности вершин зубьев с учетом величины рабочего зазора 6 , где I одно из чисел ряда 0,1,2,3...

Двухканальный датчик крутящего момента работает следующим образом. .

При вращений вала в момент времени, когда одна из пластин 11 (13) находится над зубом индуктора 2 (3), то другая пластина 12 (14) должна находиться над пазом между зубьями. Соответственно этому положению рабочие магнитные потоки магнита 5 (6) будут направлены по перемычкам в ту сторону, где перемычка находится над зубом индуктора.

Так как при вращении вала положения пластин 11 (13)и 12 (14) относительно зубьев индуктора меняются поочередно, то рабочие магнитные потоки, проходящие по перемычкам Н-образных магнитопроводов 7, 8 и 9, 10, будут меняться направления, а в сигнальных обмотках 15, 16 и первого измерительного канала и 17, 18- второго измерительного канала будут наводиться синусоидальные напряжения Un, Ui2 и U21. 1)22 соответственно. При отсутствии момента М 0 индукторы 2, 3 выставлены относительно друг друга таким образом, чтобы

разность фаз напряжений Un и Ui2 (Ui2 и U22) равна нулю. При приложении к вращающемуся валу 1 момента М вал будет скручиваться на определенный угол а,

пропорциональный величине крутящего момента, при этом разность фаз , () напряжений U21 и Un (1)22 и Ui2) будут также пропорциональны величине крутящего момента передаваемого валом 1, т.е.

М 21 - pii -для первого канала М Л pi р22 для второго канала Идентичность наконечников, выполненных в виде Н-образных магнитопроводов и соединение их одноименных полюсов ферро5 магнитными пластинами, обеспечивает равенство фаз сигналов двух каналов Дда, что обеспечивает полную взаимозаменяемость этих каналов при работе в изделиях, где требуется повышенная надежность за счет дублирования измерительных цепей.

Расположенные рядом две магнитные системы могут быть размещены либо в отдельных корпусах, либо скомпонованы в одном корпусе. В случае использования одного корпуса может быть применен один магнит, например U-образный или стержневой формы, на разноименных полюсах которого должны быть соответствующим образом установлены Н-рбразные наконечники, что позволит еще больше идентифицировать выходные сигналы каждого из каналов.

0

5

Формула изобретения Двухканальный датчик крутящего момента вращающегося вала, содержащий два идентичных преобразователя скручивания торсионного вала в электрический сигнал, выполненный в виде ферромагнитных зубчатых индукторов, закрепленных в измерительных сечениях торсионного вала, и установленные неподвижно магнитные системы в виде постоянных магнитов с полюсными наконечниками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет обеспечения идентичности сигналов каждого канала, полюсные наконечники постоянных магнитов выполнены в виде двух Н-образных магнитопроводов, на перемычках которых намотаны сигнальные обмотки, а одноименные полюса попарно соединены ферромагнитными пластинами, причем расстояние между этими полюсами равно i + 0,5 зубцового шага индуктора, где i 0,1,2,3...