Преобразователь крутящего момента Советский патент 1981 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к силоизмер тельной технике и может быть исполь зовано .цля измерения крутя1ч.его момен та на вращающихся и невращающихся ва лах. Известен преобразователь крутяце го иломента, содержащий ведущий и вед мый Всшы, соединенные упругим элемен том с расположенными на нем теизорезисторами, токосъемник, источник писания и измерительный прибор Cll Однако преобразователь крутящего момента не обеспечивает требуемой точности измерения. Наиболее близким к предлагаемому по технической су1аности и достигаемому результату является преобразователь крутящего момента, содержащий ведущий и ведомой валы, соединенные упругим элементом, измеритель угла скручивания вала с датчиком Холла, источник питания и измерительный прибор 2. Недостатком такого преобразователя является низкая точность измерения и отсутствие возможности производить измерение момента на вращаю щихся валах. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователе измеритель угла скручивания выполнен в виде скрепленного с ведомым валом коаксиального цилиндра, с внутренней поверхностью которого перпендикулярно оси упругого элемента связана подложка с размещенным на ней датчиком Холла, и связанной с ведущим валом магнитной системы, состоягпей из магнитопровода и двух постоянных магнитов, расположенйых в плоскости перпендикулярной оси упругого элемента под углом к оси симметрии магнитной систе1«л, проходящей через ось упругого элемента, причем линии полюсов постоянных магнитов параллельны оси упругого элемента и разнонаправлены, а подложка с датчиком холла расположена в воздушном зазоре магнитной системы между магнитопроводом и постоянными магнитами. На фиг. 1 схематически изобргисен преобразователь, общий вид; на Фиг. 2 то же, поперечный разрез; на фиг. 3 разрез А-А иа фиг. 2; на фиг. 4 электрическая схема. Преобразователь крутящего момента содержит датчик Холла 1 с подложкой 2, прикрепленной к цилиндру 3, который соединен жестко с ведоьолм валом 4. К ведущему валу 5 крепитсй магнитная сисоема с магнитопроводом 6 и простоянными магнитами 7, а с противоположной стороны противовес 8, причем постоянные магниты расположены .в плоскости перпендикулярной оси УПРУгого элемента 9 под углом к оси симметрии магнитной системы (фиг. 4).

Упругий элемент 9 соединяет ведомый вал 4 с ведущим вгшом 5, на котором расположены контактные кольца 10 и защитная 11 цилиндра 3. Через контактные кольца 10 и щетки 12 к токовшл электродам 13 и холловским электродам 14 датчика Холла 1 (фиг. 4) подключены, соответственно, источник 15 стабилизированного тока и измерительный прибор 16.

Преобразователь работает следующим образом.

Под действием крутящего момента вследствие деформации упругого элемента 9 датчик Холла 1 перемещается в воздушном зазоре магнитной скстемы, образованном магнитопроводом б и постоянными магнит-ами 7. При отсутствии крутящего момента участки датчика холла 1, пронизываемые магнитными потоками (заштрихованные участки датчика Холла 1 на фиг. 4), расположены симметрично относительно холловских электродов 14 и напряжение между ними равно нулю. При наличии крутящего момента вследствие деформации упругого элемента 9 магнитная система с постоянными магнитами 7 переместится на угол об (фиг. 2) и участки площади датчика Холла 1, пронизываекие магниаными потоками, переместятся несимметрично относительно холловских электродов 14 и между ними появится напряжение, пропорциональное измеряемому крутящему моменту, полярность которого при питании постоянным током (или фаза при питании переменным током) зависит от .направления вращения ведущего вала.

Формула изобретения

Преобразователь, крутящего момента содержащий ведущий и ведомый валы, соединенные упругим элементом, измеритель угла скручивания вала с датчиком Холла, источник питания и измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повыиения точности измерения, измеритель угла скручивания выполнен в виде скрвленного с ведомым валом коаксиального цилиндра, с внутренней поверхностью которого перпендикулярно оси упругого элемента связана подложка с размещенным на ней датчиком Холла, и связанной с ведущим валом магнитной системы, состоящей из магнитопровода и двух постоянных магнитов, расположенных в плоскости перпендикулярной оси упругого элемента под углом к оси симметрии магнитной систекы, проходящей через ось упругого элемента, причем линии полюсов постоянных магнитов параллельны оси упругого элемента и разнонаправлены, а подложка с датчиком Холла расположена в воздушном зазоЕ е магнитной системы между магнитопроводом и постоянными магнитами.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1.Макарова Р. А. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие. М., Машиностроение ,1975, с. 141143. .

2.Авторское свидетельство СССР № 121961, кл. G 01 L 3/10, 31.05.59 (прототип).

13

13