Устройство для измерения крутящегоМОМЕНТА HA ВРАщАющиХСя ВАлАХ Советский патент 1981 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к силоизмерительной технике. Известное устройство для измерения механических напряжений, содержа щее генератор прямоугольных импульсов, магнитоупругий датчик дроссельного типа и схему измерения постоянной времени электрической цепи датчи ка 1 . Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах, содержащее блок магнитоупругих преобразователей, вход которого связан с Генератором импульсов, а выход - с измерительной схемой (21. Недостатком известного устройства также является низкая точность измерения из-за зависимости выходного сигнала устройства от скорости вращения всша. Влияние скоростного эффекта опре деляется коэффициентом d , пропорци нальным отношению скорости среды к фазовой скорости электромагнитной волны в этой среде. Влияние скорост ного эффекта отсутствует при сГ S 1. При измерении крутящего момента с помощью такого устройства генератор вырабатывает импульсы напряжения прямоугольной формы и в движущейся среде распространяется электромагнитное поле, спектральная плотность которого сосредоточена в области низких частот. При этом для большей части спектра условие d - 1 не выполняется, что и является причиной влияния скорости вращения вала на результат измерения. Цельлизобретения - повышение точности измерения за счет устранения влияния скорости вращения вёша. Указанная цель достигается тем, что генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульса запуска и формирователя опросного импульса, а измерительная схема - в виде последовательно соединенных ограничителя амплитуда, схемы памяти, связанной с выходом формирователя импульса сброса, и регистратора, причем вход формирователя импульса сброса соединен с формирователем импульса запуска генератора импульсов. На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональная схема генераTOiJa с магнитоупругими преобразователями; на фиг.З - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства. Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах (фиг.1 и 2) содержит генератор импульсов в виде последовательно соединенных фор мирователя 1 импульса запуска и форм рователя 2 опросного импульса, блок 3 магнитоупругих преобразователей,ус тановленный около контролируемого ва ла 4, и измерительную схему в виде последовательно соединенных ограничителя 5 амплитуды, схемы b памяти и регистратора 7. Вход формирователя 8 импульса сброса измерительной схемы связан с формирователем 1 импульса з пуска генератора импульсов, а выход со схемой 6 памяти. Вход ограничителя амплитуды соединен с выходом бло ка 3 магнитоупругих преобразователей f. Формирователь 2 опросного импульс (фиг.2) состоит из разделительной ем кости Cl/ резисторов R1, R2, транзистора Т1 в ключевом режиме, нагрузкой которого служит трансформатор Тр1, параллельно первичной обмотке которо го включена емкость С2. Ко вторичной обмотке трансформатора подключена по дифференциальной схеме обмотки 1/1 и L2 блока 3 магнитоупругих преобразователей. Устройство работает следующим образом. Формирователь 1.импульса запуска вырабатывает короткие прямоугольные импульсы (фиг.З эпюра 1) с амплитудой достаточной для запуска высоковольтного каскада. Эти импульсы поступают на формирователь 2 опросного импульс, представляющий собой высоковольтный каскад на транзисторе Т1 в ключевом режиме. С приходом импульса запуска транзистор Т1 открывается и в нагрузке его возникает переходный процесс, носящий вид затухающих колебаний. Элементы С2, Тр1, И, L2 выбраны так, чтобы частота колебаний удовлетворяла условию , (1) где f - частота затухающих колебаний;Л, - магнитная проницаемость и электропроводность ма. териала вала; V - линейная скорость поверхности вала. Таким образом на блок магнитоупругих преобразователей подается импульс с частотой заполнения (Уо Ill; f при этом в движущейся среде распространяется электромагнитное поле спектральная плотность которого сосредоточена в области частот + Ше Выбор частоты заполнения из условия (1) позволяет исключить влияние скорости . вращениявала так как в этом случае коэффициент О 1. Разностной сигнал, образующийся на резисторе Р2,также представляет .собой колебательный процесс с той же (частотой (фиг.З эпюра 2). Сигнал с дифференциальной схемы подается на ограничитель амплитуды 5 снизу. Амплитуда ограниченного сигнала (фиг.З эпюра 3), несущая информацию о крутящем моменте, запоми ается схемой б памяти (фиг.З эпюра 4) и регистрируется регистрирующим устройством 7. Для перевода схемы памяти в исходное состояние служит формирователь 8 импульса сбросй, которого управляет формирователь 1 импульсаi запуска. Формирователь tt вырабатывает импульсы (фиг.З эпюра 5), совпадающие по времени с импульсами запуска. Использование в устройстве генератора импульсов, частота заполнения которых выбрана из условия (1), а также ограничителя амплитуды, схемы памяти и формирователя импульса сброса в измерительной схеме позволяет исключить влияние скорости вращения Всша на результат измерения и, следовательно, повысить точность измеррний. Формула изобретения Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах, содержащее блок магнитоупругих преобразователей, вход которого связан с генератором импульсов, а выход - с измерительной схемой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения влияния скорости вращения вала, генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульса запуска и формирователя опросного импульса, а измерительная схема - в виде последовательно соединенных ограничителя амплитуды, схемы памяти, связанной с выходом формирователя импульса сброса, и регистратора, причем вход формирователя импульса сброса соединен с формирователем импульса запуска генератора импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР . 367231, кл. G 01 L 1/12, 20.04.70. 2.Авторское свидетельство СССР 626371, кл. G 01 L 3/10, 05.11.76 (прототип).

4