Устройство для измерения моментов Советский патент 1979 года по МПК G01L3/00 

1

Изобретение относится к силоизмерительной технике и предназначено для точного определения моментных характеристик шаговых двигателей,

Известное момейтойвмерительное устройство, содержащее чувствительный элемент с арретиром, посадочным местом, опорным узлом и систему изме рения и компенсации угла разбаланса чувствительного элемента, не обеспечивает требуемой точности и надежности при измерении малых моментов из-за повышенной инерционности сметемы измерения и компенсации угла разбаланса чувствительного элемента 1, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является момент оиз мерительное устройство, содержащее чувствительный элемент с посадочным местом и опорным узлом, систему уравновешивания с электромагнитным компенсатором и систему .установки нулевого значения с датчиком некомпенсации 2. Это устройство также не обеспечивает требуемой точности, быстродействия и надежности при измерении моментов шаговых двигателей, имеющих малую длительнооть рабочего хода по отношению к времени покоя,

Целью изобретения является повышение точности, быстродействия и надежности измерения моментов шаговых двигателей, В описываемом устройстве это достигается тем, что в него , дополнительно введены блоки регулировки коэффициента передачи систеь«л уравновешивания и электронно-оптической регистрации выходного сигнала, блок сложения сигналов систем уравновешивания и установки нулевого значения, связанный с электромагнитным компенсатором, градуировочное приспособление, встроенное в чувствительный элемент, токоподводящая оправка для статора испытуемого шагового двигателя и приспособление для нагрузки его ротора.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

Чувствительный элемент 1 имеет опорный узел 2, создающий ось вращения 0|-Oj, посадочное место 3 и арретир 4, обеспечивающий его фиксацию при съеме-насадке токоподводя щей оправки 5 для статора 6 испытуемого шагового двигателя 7 (8 - его рот.ор, вращающийся вну ри статора 6). Подвод электрических сигналов к оправке 5 и ста тору б осуществляется через беэ моментные токоподводзы 9 от генера тора 10, например, в виде разнополя ных импульсов с требуемой амплитудои UpuTl отношением , где Т, длительность пускового импульса, Тд - время покоя. Чувствительный элемент 1 снабжен электромагнитным |компенсатором 11, преобразователем 12 некомпенсации, например, индуктивного типа, усилителем 13 входного сигнала, демодулятором 14, блоком 15 регулировки коэффициента передачи, содержащим операционный уси литель 16, регулятор 17 коэффициент усиления и цепь 18 динамической кор рекции, блоком 19 электронно-оптической регистрации выходного сигналаУщ, блоком 20 сложения, связан ным своими входами 21 и 22 с системой 23 установки нулевого значения и блоком 15 регулировки коэффициента Передачи, а своим выходом 24 - с электромагнитным компенсатором 11. Кроме того, чувствительный элемент 1 снабжен встроенными градуировочны ми приспособлениями 25, содержащим эталонный упругодеформируемый элемент 26, крутильную головку 27, шка лу 28, лампу 29, конденсор 30, микр объектив 31 и экран 32, На роторе 8 испытуемого шагового двигате ля 7 установлено приспособление 33 для нагрузки, содержащее диски 34с различным весом Р и моментом инерции 3 и шайбы 35 и 36, намагниченные, соответственно, для боковой на грузки - по радиусу шайб 35 и для осевой нагрузки - по оси,шайб 36, которые взаимодействуют с неподвижными стержневыми магнитами 37 и 38, укрепленными вблизи боковой и торцо вой поверхностей 39 и 40 магнитных шайб 35 и 36, На посадочное место 3 насаживается токоподводящая оправка 5 вместе с испытуемым шаговым двигателем 7,к статору б подводится через токоподводы 9 электропитание от генератора 10, на роторе 8 устанавливается необходимое число дисков 34 с требуемым весом Р и моментом г инерции DM f а также магнитные шайбы 35 и 36, взаимодействующие с неподвижными магнитами 37 и 38, которые создают требуемую боковую и осевую нагрузку PJ и РЛ на вращающийся ротор 8 испытуемого шагового двигателя 7. Комбинируя числом дисков 34 и изменяя их вес Рц и момент инерции Зц, а также изменяя намагниченность шайб 35 и 36 и их расстояния д и Да от магнитов 37 и 38, можно имитировать различные режимы рабо ты шагового двигателя 7 под нагрузкой. Вращающий момент Мд, создававмый ротором 8, перелается как реакция-ЛЛх на статор 6 и на чувствительный элемент 1,. заставляя последний отклоняться на угол лср , Преобразователь 12 некомпенсации выдает сигнал разбаланса Up на усилитель 13 входного сигнала и демодулятор 14, который, после предваритепьного усиления, поступает в блок 15 регулировки коэффициента передачи, получает необходимые динамическую коррекцию, регулировку и усиление, 1а затем череэ блок сложения, где он суммируется с сигналом установки нулевого значения 1/, и усиливается по мощности, попадает в электромагнитный компенсатор 11, приводящий чувствительный элемент 1 в исходное состояние дЭ-МЗ, Необходимая перенастройка блока 15 в зависимости от инерционных свойств исследуемого шагового двигателя и его быстродействия осуществляется с помощью регулятора 17 коэффициента усиления и цепи 18 динамической- коррекции, Отсчет измеряемого момента М ведеЛя по блоку электронно-оптической регистрации выходного cигнaлaU y).. по формуле М KUg(,| , где К - коэффициент пропорциональности. Градуировка устройства и определенце величины коэффициента пропорциональности К ведутся при помощи встроенного градуировочного приспособления 25 путем закручивания эталонного элемента 26, при этом создается известный по величине воздействующий момент Игр , где Ue(3,,T.p выходной сигнал блока 15 при воздействии момента Мрр . Наличие дополнительных блоков регулировки коэффициента передачи системы электронно-оптической регистраии и блока сложения, встроенного в чувствительный элемент градуировочного приспособления, токоподводящей оправки для статора, установленной на посадочном месте, а также приспособления для механической и агнитной нагрузки ротора шагового двигателя позволяет значительно овысить Точность, быстродействие надежность измерения моментов шаовых двигателей при различных режиах их работы и нагрузках. Формула изобретения Устройство для измерения моментов, одержащее чувствительный элемент посадочным местом и опорным узлом, истему уравновешивания с электромагнитным -компенсатором и систему установки нулевого значения с датчиком некомпенсации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и надежности измерения моментов шаговых двигателей, в устройство дополнительно введены блоки регулировки ксээффициента передачи системы уравновешивания и электронно-оптической регистрации выходного сигнала, блок сложения сигналов систем уравновешивания и установки нулевого значения.

связанный с электромагнитным компен сатором, градуировочное приспособление, встроенное в чувствительный элемент, токоподводящая оправка для статора испытуемого шагового двигателя и приспособление для нагрузки его ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 279124, кл. G 01 L 3/08, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР W 528467, кл. G 01 U 3/00, 1975.