Индуктивный торсиометр Советский патент 1975 года по МПК G01L3/10 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении крутящих моментов.

Известные индуктивные торсиометры, содержащие упругий участок вала, ротор, состоящий из двух концевых и одной промежуточной втулок, жестко закрепленных на валу с зазором между собой, и концентричный ротору кольцевой статор с ярмами, на которых размещена пара измерительных обмоток, обладают невысокой чувствительностью и точностью, которая в больщой степени зависит от точности изготовления механической части.

Цель изобретения - повыщение чувствительности и точности измерений при унрощении технологии изготовлении.

Это достигается тем, что в предлагаемом торсиометре втулки ротора выполнены из немагнитного материала и снабжены множеством ферромагнитных призм, установленных равномерно по всей окружности смежных торцов втулок в пазах, которые у концевых втулок смещены относительно пазов промежуточной втулки в одну и ту же сторону по окружности на половину их щирины, а статор снабжен дополнительной парой измерительных обмоток, расположенных диаметрально противоположно первой.

На фиг. 1 показан предлагаемый торсиометр, общий вид; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - развернутое сечение по Б-Б нри отсутствии крутящего момента на валу; на фиг. 4 - то же, при предельном значении крутящего момента на валу.

Индуктивный торсиометр состоит из ротора и статора. Ротор представляет собой множество ферромагнитных призм 1, запрессованных в пазы промежуточной втулки 2 и концевых втулок 3, выполненных из немагнитного материала. Втулки 2 и 3 фиксируются, например, сваркой соответственно на середине и концах упругого участка вала 4. От радиального смещения призмы 1 предохраняются изолированными полубандажами 5.

Втулка 2 и 3 ориентируются друг относительно друга так, чтобы при отсутствии крутящего момента на валу призмы 1 двух соседних втулок перекрывались на половину (как

показано на фиг. 3). Шаг пазов втулок 2 и 3 выбирается не меньще, чем удвоенная щирина паза .

Статор состоит из трех потокосъемных колец 6, замкнутых ярмами 7, в окнах которых

размещены обмотки 8 и 9.

Диаметральное расположение двух пар обмоток позволяет компенсировать погрещности, вносимые неточностью установки статора относительно ротора и изгибными деформациями вала.

При протекании по обмоткам пере.мепиого тока возникает магнитный поток (фиг. 3), который замыкается через ротор, статор, осевые нерабочие воздугиные зазоры бнр, и бнр, и рабочий воздушный зазор бр. Магнитная проводимость ротора, статора н нерабочнх воздушных зазоров бир, и бнр, ностоянны, полная магнитная проводимость обоих половин датчика завнсит от нроводнмостм рабочих воздушных зазоров 6р и бр. Прн отсутствии крутящего момента на валу магнитные нроводнмости рабочих воздушных зазоров б,, и , следовательно, и полые магпитиые проводимости двух половин датчика, а также электрические сопротивления катушек 8 и 9 одинаковы. При наличии крутяш,его момента происходит деформация вала, которая вызывает смеш,ение ферромагнитных призм 1 концевых втулок 3 относительно ферромагинтных прпзм 1 промежуточной втулки 2, например, в наиравленнях, указанных па фиг. 4. При этом нлои1адь рабочего воздушного зазора бр и его магнитная проводимость уменьшаются, а рабочего воздушного зазора бр увеличивается. Соответственно изменятся полные магнитиые проводимости двух половин датчика и полное электрическое сопротивление катушек 8 и 9, которое и характеризует величину крутящего момеита. Плонцадь нерекрытия ферромагнитных иризм 1 втулок 2 и 3 изменяется линейно от угла закручивания предварительного преобразователя. Соответственно лннейно изменяется магнитная проводимость рабочих воздушных зазоров бр и б,/ в пределах практически от О до максимального значения, что и обуславливает линейность выходной характеристики и высокую

чувствительность датчика.

Так как нроводимость магнитной цепи не зависит от скорости врап1еиия ротора относительно статора, то тарирование датчика возможно нри неподвижном вале.

П р е д м е т и з о б р е т е н и я

Пидуктивиый торсиометр, содержаи:,ий унругпй участок вала, ротор, состоящий из двух концевых и одиой промеясуточной втулок, жестко закрепленных на упругом валу с зазором между собой, и концентричиый ротору кольцевой статор с ярмами, иа которых размешена пара измерительиых обмоток, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точиости измерений ири упрощешв те.кнологии пзготовлеиия, в нем втулки ротора выполнены из немагнитного материала

и снабжены множеством ферромагнитных нризм, установленных равномерно по всей окружности смежпых торцов втулок в пазах, которые у концевых втулок смещены относительно пазов нромежуточной втулки в одну

н ту же сторону но окружности на половину их ширииы, а статор сиабжен донолнительной нарой измерительиых обмоток, расположенной диал1етральио противоположно нервой.

/ /

1: ; /

I/

ШтIFSW--Rlg|й.й

.Д

.,,-;i

IL

-СИТ.

7

RxTTiF i |;щ

1; й№ f, да

f/lt-Vi1 1

г 7

/А-Я

1

т

т

т

«

т

ffije j