Устройство для измерения крутящего момента на валу Советский патент 1977 года по МПК G01L3/10 

1

Изобретение относится к силоизмерптельной технике и может быть исиользовано для из.мерення крутящего момента на валу.

Известны устройства для измерения крутящего момента, углов скручивания и мощности на вращающихся валах, использующие фазовое запаздывание между сигналами двух датчиков при скручиванни вала иод действие.м .лш.мента 1, 2.

Известные устройства содержат два чувствительных импульсных датчика, расположенных на некоторо.м расстоянии друг от друга но длине вала, блок сравнения сигналов датчиков и регистратор. Блок сравнения может быть выполнен или на основе фазового KO.XIиаратора с ручным управлением (1), ил с нс1гользованием триггера (2).

Обиитми недостатками этих устройств являются невысокая точность измерения крутян,его момента н недостаточная разре1на1Онци способность, что обусловлено .алым быстродействием схем сравнения.

Наиболее близким но технической cyntnoсти к изобретению является устройство для измерения углов закрутки или момента, передаваемого валом 3J, содержащее два имнульсных магнитных датчика, разнесенных но длине вала, блок сравнення, выполненныГ на триггере, н индикатор.

Однако это устройство обладает невысокой точностью нз.;ерення, разрешающей снособностью и надежностью, что вызвано малым быстродействие.м cxeNibi сравнення, вынолиенной на тр ггере прн небольшпх углах закрутки под действием измеряемого момента, так как фазовый снгналов датчиков в это.м с.1учае пебольпюй. Кроме этого, пр нулевом сдвиге фаз сп1налов датчиков

ири отсутствии углового скручивання вала ложное перек.тючсппе триггера в cxe.Nie с)авпеи11я, что сппжает надежность работы устройства. Такое устройство не можег быть пспользовано для измерения мгновениьгх значеп1п 1 крутяпгсго момента пз-за малого быстродс/ктвпя схемы сравнения.

Для повьпиения точности измерения, разрешаюигей сиособност и надежности в нредлагае.мо.: устро1 стве в блок сравнения донолннтельно введен нлтульсный трансформатор, всгречио включенные иервичные которого соединеиы с датчиками, а вторичная подсоедннена к одному из входов триггера, другой зход которого нодключен к выходу одного из датчиков.

На чертеже изображена блок-схема описываемого устройства, содержаигего два нмнульсных магнитиых датчика, разнесенных но вала 1 и выиолненпых, например.

3

в виде магнитных лент 2, 3, на вал 1, с записанными через равные промежутки одиночными короткими импульсами, и магнитных преобразователей со счичывающими головками 4, 5. Счшывающне головки 4, 5 иодсоедннены через усилители 6, 7 к встречно включенным первичным обмоткам импульсного трансформатора 8. Ленты 2, 3 и головки 5, 4 расиоложены так, что импульсы, поступающие на трансформатор 8 в случае отсутствия скручивания вала 1, совпадают но времени, при этом во вторичной обмотке трансформатора 8 импульсы не наводятся. Вторичная обмотка трансформатора 8 связана с одним входом триггера 9, другой вход которого подключен к выходу усилителя 7, а выход - к электрическому вентилю 10, вход которого подключен к выходу генератора имнульсов 11, а выход - к входу счетчика импульсов 12, при этом индикатор 13 выполнен цифровым и входом нодсоединеп к выходу счетчика 12, а выходом - к регистратору 14 значения крутящего момента.

Устройство работает следующим образом. При скручивании вала за счет крутящего момента имнульс, поступающий со считывающей головки 4, наводит во вторичной обмотке трансформатора 8 имнульс, поступающий на первый вход триггера 9. При этом открывается вентиль 10 и импульсы от генератора импульсов 11 проходят на счетчик 12. Пмнульс с головки 5, запаздывающий относительпо импульса с головки 4 из-за скручивания вала, возвращает триггер 9 в исходное состояние. При этом закрывается, вентиль 10. Следующий импульс с головки 4 очищает счетчик 12, выводя результат счета, выраженный в единицах скручивающего момента, на цифровой индикатор 13.

Использование в блоке сравнения имиульсного трансформатора со встречно включенными первичными обмотками исключает выдачу запускающего импульса при отсутствии скручивания вала, т. е. при одновременном приходе импульсов с головок 4 и 5. При этом

все импульсы с головки 5 поступают и на второй вход триггера, подтверждая его закрытое- состояние. Триггер переключится линл при наличии скручивания вала, когда

n.iny;ii)C с головки 4 онередн импульс с го;ioBKH 5. ОдновремоННо имиульс с головки 5 п противоположной полярности через нмпульсиый трансформатор поступает на первый вход триггера, повыщая быстродействие переключения триггера.

Таким образом, введенне в блок сравнения импульсного трансформатора позволяет повысить быстродействие триггера (а следовательно точность и разрещающую снособность

устройства), одновременно исключая возможност1 ложного нереключения триггера в случае отсутствия скручивания вала. Это, в свою очередь, значительно повышает надежность н устраняет возможность выдачи ложного сообщения о значении скручивающего момента.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента на валу, содержащее два импульсных датчика, разнесенных но длине вала, блок сравнения, выполненный на триггере, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью

иовьинения точности измерения, разрешающей способности и надежности, в блок сравнения дополнительно введен импульсный трансформатор, встречно включенные первичные обмотки которого соединены с датчиками, а вторичная обмотка подсоединена к одно.му из входов триггера, другой вход которого подключен к выходу одного из датчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании № 1352275, кл. С IN, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР №167332, М. Кл.С OIL 3/10, 1965.

3.Патент США № 3589178, кл. 73-136, 1971 (прототип).