Устройство для измерения угла закручивания вала Советский патент 1980 года по МПК G01L3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ЗАКРУЧИВАНИЯ ВАЛА

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения угла закручивания вала, а также мощности, потребляемой или отдаваемой вращающей его машиной.

Известное устройство для измерения угла закручивания вала, содержащее два индуктивных преобразователя, включающих жестко закрепленные на валу на расстоянии друг от друга вдоль оси кулачки и расположенные против них неподвижные сердечники с катущками, включенными в измерительные схемы, не обеспечивает требуемой точности 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерений угла закручивания вала, содержащее расположенные в двух контролируемых сечениях вала индуктивные преобразователи, катущки которых включены в измерительные схемы, запитанные от генератора 2.

Такое устройство также имеет недостаточную точность и надежность из-за сложности настройки.

Целью изобретения является повышение точности и надежности в работе.

Для этого в предлагаемом устройстве индуктивные преобразователи выполнены в виде электропроводящих слоев, нанесенных на вал в контролируемых сечениях, и неподвижных сердечников с катущками, выполненных в виде схватывающих вал по дуге окружности полюсов, имеющих в развертке по образующей форму равнобедренных треугольников, при этом щирина электропроводных слоев выбрана больше щирины полюсов преобразователя на величину возможного осевого смещения вали, а. тяженность полюсов по хорде равна протяженности электропроводных слоев.

На фиг. 1 изображена структурная схе; ма предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы сигналов; на фиг. 3 -

15 вид на устройство сбоку; на фиг. 4 - совмещенные развертки электропроводного слоя и полюсов индуктивных преобразователей; на фиг. 5 развертка сечения вала с электропроводными слоями.

20

Устройство для измерения угла закручивания вала содержит индуктивные преобразователи 1, Г и 2, 2, их схемы включения 3 и 4, которые питаются от генератора 5,

алгебраический сумматор 6, пиковый детектор 7, выход которого подключен к вольтметру, и электропроводные слои 8 и 9, нанесенные на валу 10, причем протяженность покрытых и непокрытых участков вала по дуге окружности одинакова (см. фиг. 3 и 5).

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала суммарные площади зазоров между электропроводными слоями 8, 9 и полюсами индуктивных преобразователей 1, 1 и 2, 2 изменяются по треугольному закону (см. фиг. 4). Это изменение преобразуется в электрический сигнал при помощи индуктивных преобразователей 1, 1 и 2,2 и их схем включения 3 и 4, которые питаются от общего генератора 5. Суммарная площадь S-t складывается (для первого сечения) из St и Sj т.е. Si Si + Si, а 5г (для второго сечения) - из За и Si, т.е. Sa S2+S2 (см. фиг. 5 и 1). Далее электрические сигналы с выходов схем 3 и 4,включен я преобразователей поступают на алгебраический сумматор, где происходит их вычитание.

При отсутствии нагрузки на валу сигнал на выходе алгебраического сумматора 6 отсутствует. При появлении нагрузки происходит закручивание вала и, следовательно, сигналы УЗ и V4 со схемвключения поступают на алгебраический сумматор сдвинутыми на величину относительного перемещения электропроводных слоев. На выходе сумматора 6 появляются сигналы Ve трапецеидальной формы. Амплитуда сигнала зависит только от величины угла закручивания вала и не зависит при этом от угла наклона образующих профилированных

735938

полюсов преобразователей, а также от частоты следования сигналов (см. фиг. 2). Для выделения амплитуды сигналы Ve с выхода алгебраического сумматора 6 поступают на пиковый детектор 7. Выходной сигнал пикового детектора Vy регистрируется вольтметром., ,, .,

V

Формула изобретения

Устройство для измерения угла закручивания вала, содержащее расположенные в двух контролируемых сечениях вала индуктивные преобразователи, катущки которых включены в измерительные схемы, запитанные от генератора, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и надежности в работе, индуктивные преобразователи выполнены в виде электропроводящих слоев, нанесенных на вал в контролируемых сечениях, и неподвижных сердечников с катушками, выполненных в виде охватывающих вал по дуге окружности полюсов, имеющих в развертке по образующей форму равнобедренных треугольников, при этом щирина электропроводных слоев выбрана больще щирины полюсов преобразователя на величину возможного осевого смещения вала, а протяженность полюсов по хорде равна протяженности электропроводных слоев.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Фролов Л. Б. Измерение крутящего момента. М., Энергия, 1967, с. 25.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 574639, кл. G 01 3/10, 1976 (прототип).

Фи.1

.5