Устройство для измерения момента на валу Советский патент 1975 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к области силоизмерительной техники.

Известные устройства для измерения момента на валу, содержащие корпус, установленный на валу датчик угла скручивания вала, бесконтактный токопередающий узел и измерительную схему, не обеспечивают требуемой точности измерений.

В предлагаемом устройстве указанный недостаток устраняется благодаря тому, что токопередающий узел выполнен в виде концентрично закрепленной на валу цилиндрической обмотки и охватывающих обмотку П-образных магнитопроводов, установленных на корпусе с зазором относительно друг друга, причем расположенные на магнитопроводах обмоткИ навиты с шагом, уменьшающимся в геометрической прогрессии в направлении зазора.

На чертеже представлена схема устройства для измерения момента на валу.

Устройство состоит из установленных на валу 1 колец 2, 3, к которым с помощью соединительных элементов 4 прикреплены токовые обмотки 5 и 5. Каркасы обмоток 5 vi 6, соединительные элементы 4, а также подшипники 7 и 5 изготовлены из диамагнитных электроизоляционных материалов. На кольце 3 закреплена штанга 9, расположенная вдоль вала и пропущенная в отверстие внутри кольца 2. Конец штанги 9 оканчивается пластинкой из ферромагнитного материала, с обеих сторон которой расположены магвитопроводы индуктивных датчиков 10 и 11. Магнитопроводы вместе с измерительными обмотками трансформаторов тока 12, 13 и 14, 15 закреплены на подшипнике 7, а 16, 17 и 18, 19 на подшипнике 8. Измерительные обмотки магнитоправодов 12-19 на.мотаны с , уменьшающимся в геометрической прогрессии по мере приблил ения к воздушным зазорам.

Токовые обмотки 5 6 включены соответственно на индуктивные датчики 10 и //. Измерительные обмотки трансформаторов тока соединены между собой последовательно парами так, чтобы создаваемый ими магнитный поток складывался, направления же токов в трансформаторах тока, нагруженных на общую токовую обмотку, выбирались такими, чтобы Э.Д.С., создаваемые ими, суммировались.

Измерительные обмотки трансформаторов гока, соединенные между собой параллельно,

включены последовательно с первичными обмотками трансформаторов Тр и Тр в две цепи, подсоединенные параллельно на стабилизированное напряжение переменного . Напряжения со вторичных обмоток трансформаторов после выпрямления и фильтрации

подаются дифференциально на измерительный прибор ,А.

Собранные в мост и подключенные на стабилизированное напряжение постоянного тока - С/1 резисторы , 4, 5 и R служат ДЛ5 настройки схемы на нуль.

При действии крутящего момента М участок вала, расположенный между кольцами 2 W. 3, скручивается, благодаря чему воздушный зазор S в магнитной цепи датчика Ш увеличивается, а его индуктивное сопротивление уменьшается. Одновременно воздушный зазор 6i датчика // уменьшается, а его индуктивное сопротивление возрастает. Уменьшение индуктивного сопротивления датчика 10 вызывает увеличение протекаюш,его по нему тока от токовой обмотки, к которой он подсоединен, что воздействует на магнитные поля нагруженных на эту обмотку трансформаторов тока и уменьшает реактивные сопротивлеиия их измерИтельных обмоток. Возрастание индуктивного сопротивления датчика И увеличивает реактивные сопротивления измерительных обмоток трансформаторов тока, нагруженных на токовую обмотку, к которой подключен датчик.

Снижение реактивных сопротивлений измерительных обмоток трансформаторов тока уменьшает падение напряжения на них и одновременно увеличивает падение напряжения на первичной обмотке включенного последовательно с ними трансформатора, что повышает как напряжение на его вторичной обмотке, так и выделенное на / С-цепи напряжение постоянного тока во вторичной цеии. Аналогично, увеличение реактивных сопротивлений измерительных обмоток другой

группы трансформаторов тока понижает напряжение постоянного тока, выделенного в цепи вторичной обмотки включенного последовательно с трансформатора. Поскольку напряжения постоянного тока, образующиеся на цепочках и RzCz, включены между собой дифференциа;1ьно, то между точками гид образуется зависящая от величины и направления крутящего момента М

разность потенциалов, которая фиксируется р еги стр и р у ю ШИ М п р и б ор о м.

Благодаря навивке обмоток магнитопроводов с шаго:м, уменьшающимся в геометрической прогрессии в направлении зазора, обеспечивается равномерное поле в области токовой обмотки. В результате устраняются шумы, обусловленные продольными и поперечными колебаниями вала, что повышает точность измерений.

I

Предмет изобретения

Устройство для измерения люмента па валу, содержащее корпус, установленный на

валу датчик угла скручивания вала, бесконтактный токоп&редающий узел и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, токопередающий узел выполнен в виде концентрично закрепленной

на валу цилиндрической обмотки и охватывающих обмотку П-образных магнитопроводов, установленных на корпусе с зазором относительно друг друга, причем расположенные на магиитопроводах обмотки навиты с шагом, уменьшающимся в геометрической прогрессии в направлении зазора.