Устройство для измерения крутящих моментов Советский патент 1980 года по МПК G01L3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩИХ

1 ,, . :

Изобретение относится к области . силоизмерительной .техники и может Сыть использовано для измерения крутящего момента и мощности на валу.

По основному авт. св. О 437936 известно устройство для измерения , крутящих моментов. Это устройство содержит упругий.участок вала иэ ферромагнитного материала и охватывающую вгш электромагнитную систему, включающую кольцевой статор с распределенной по его внутренней поверхности трехфазной обмоткой возбуждения, два торсмда, связавные магнитопроводящими сегментами, и две включенные последовательно иэмерительные обмотки flj

Недостатком этого ,/стройства является ограниченность его функцион шьных возможностей.

Цепь изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Это достигается тем, что в него введены сигнальная обмотка скорости вращения вала:, цилиндр из немагнитного электропроводного металла и множительное устройство, причем сигнальная обмотка располоМОМЕНТОВ

жена в одних пазах с трехфазной обмоткой возбуждений перпендикулярно к обмот се. одной фазы и подключена к одному из входов множительного 5 устройства, другой вход которого подсоединен к измерительной обмотке, а цилиндр жестко закреплен на валу под кольцевым статором.

На фиг. 1 представлена конструкЮтивная схема устройства; на фиг. 2 {финципиал ьная схема.

Устройство для измерения крутящих моментов содержит цепь возбуждения и измерительную цепь. Цепь возбуж15 Дёния сострит из кольцевого статора 1 с распределенной трехфазной обмоткой 2, подключенной к источнику трехфазного напряжения. Статор охватывает ферромагнитный упругий вал

20 Зг закрепленная в подшипниках 4

корпуса 5. На валу 3 жестко закреплен цилиндр 6 из немагнитного электропроводного металла (мель, алюминий) .

25 Измерительная ц-епь состоит из кольцевых разрезных тороидов 7, сегментов 8 и двух соеда1ненных последовательно измерительных обмоток 9, охватывающих коаксиально вал 3. Цепь

30 возбуждения и измерительная цепь

разделе ни н ёмагнй тнымй прокладками

10«

fi пазах статора 1 вместе с трехфаной обмоткой 2 возбуждения расположена однофазная сигнальная обмотка 11 скорости вращения вала под углом относительно одной из ее фаз (А) - фиг, 2. Сигнальная обмотка 11 и измерительные обмотки 9 подключены к множительному устройству 12, Kotbjpoe в свою очередь подключено к регистрирующему прибору 13. Выход сигнальной обмотки 11 подключается к измерительному прибору 14 скорости вращения вала, а измерительные обмотки 9 - к измерительному прибору 15 крутящего момента.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии крутящего момента вал устройства изотропен и сигнал на выходе измерительных обмоток 9 равен нулю.;

При неподвижном вале пульсирующий поток фазы А (фиг. 2) индуцирует в цилиндре 6 из немагнитного электропроводного метсшла ЭДС и возникают токи, которые создают магнитный поток, действующий по оси обмотки возбуждения. Этот поток с сигнальной обмоткой 11 нз сцепляется, так как она сдвинута относительно фазы А на 90° . Поэтому напряжение сигнальной обмотки равно нулю. Напряжения, наведенные в сигнальной обмотке от двух других фаз В и С , будут сдвинуты относительно друг друга на 180°. Тогда их результирующее напряжение в этой обмотке от фаз В и С равно нулю. При вращении вала 3 в цилиндре 6 индуцируется ЭДС вращения, в результате чего в нем создается другая система токов. Эта система токов от фазы А создает поток, сцепляющийся с сигнальной обмоткой 11, наводя в ней ЭДС, пропорциональную скорости вргицения вгша. ЭДС, наведеные в цилиндре б от фазВ и С , вычитаются. Измерительный прибор 14 регистрирует скорость вращения вала Сигнал на выходе множительного устройства 12, фиксируешлй измерительным прибором 13, равен нулю, поскольку сигнал измерительных обмото 9, регистрируемый прибором 15, равен нулю,

При воздействии крутящего мойента.на вал 3 меняется его магнитная проницаемость. Вследствие возникшей анизотропности вала появляется составляющая магнитного потока возбуждения, проходящая вдоль оси вала и закшкающаяся в измери- тельной цепи устройства. Эта сое- тавляющая потока, проходя через элементы 3, 7, 8 сцепляется с витками изМёрИтельныхобмоток 9, наводя в них ЭДС, пропорциональную крутящему моменту на вгшу и фиксируемую измерительным прибором l5. Одновременно сигнал с измерительных обмоток 9 подается на множительное устройство 12, на другой вход которого подается сигнал с сигнальной обмотки 11. Сигнал на выходе множительного устройства 12 равен произведению сигналов с обмоток 9, 11, т.е. пропорционален мощности на валу.

Использование в устройстве дополнительной сигнальной обмотки скорости вращения вала и множительного устройства .позволит производить измерение мощности на валу, а использование цилиндра из немагнитного электропроводного металла позволит снизить сопротивление вихревым током и, следовательно, поQ высить чувствительность устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящизс моментов по авт. св. 437936, о тичающееся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей устройства,.в него введены сигнальная обмотка скорости вращения

вала, цилиндр из немагнитного электропроводного металла и множительное устройство, причём сигнальная обмотка расположена в одних пазах с трехфазной обмоткой возбуждения

перпендикулярно к обмотке одной фазы и подключена к одному из входов множительного устройства, другой вход которого подключен к измерительной обмотке, а цилиндр жестко

закреплен на валу под кольцевым статором.

Источники й нформации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР 437936, кл, G OIL 3/10, 1972,

: ////////////////////y//////7////K

V

5 JO

f f f / /