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

(54) ДАТЧИК КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

1

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для контроля величины крутящего момента в ручном переносном инструменте для сборки резьбовых соединений.

Известен емкостный измеритель крутящего момента, содержащий укрепленные на разных участках упругого вала зубчатые диски, размещенные между неподвижными кольцевыми обкладками конденсаторов, включенных в измерительную схемуРЗ,

Однако этот измеритель не обеспечивает требуемой точности измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является датчик крутящего момента, содержащий размещенный в неподвижном корпусе торсионный вал, с крайними сечениями которого жестко связаны посредством трубчатых хвостовиков обкладки конденсатора переменной емкости 2.

Недостатком такого датчика также является низкая точность измерения.

Цель изобретения - повыщение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в датчик введены две расположенные концентрично оси вала и неподвижно установленные в корпусе втулки, а трубчатые хвостовики электрически изолированы от вала и образуют с ними конденсаторы постоянной емкости, при этом обкладки конденсатора переменной емкости выполнены в виде расположенных вдоль вала и сопряженных между собой с зазором гребенок секторных пластин, перпендикулярных оси вала.

На фиг. 1 представлен датчик, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А

р на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема датчика.

Датчик крутящего момента (фиг. 1) содержит ведущий 1 и ведомый 2 элементы, установленные в подщипниках неподвижного корпуса датчика, и торсионный вал 3, концы которого закреплены в элементах 1 и 2 посредством болтов 4 и гаек 5. С ведущим и ведомым элементами связаны при помощи трубчатых хвостовиков 6 и 7 гребенки секторных пластин 8 и 9, перпендикулярных оси вала (фиг. 2), сопряженные между собой с постоянным зазором и образующие обкладки конденсатора переменной емкости С, (фиг. 4). Трубчатые хвостовики б и 7 изолированы от элементов 1 и 2 изоляционными втулками 10. Концентрично оси вала с -зазором «Г относительно трубчатых хвостовиков (фиг. 1 и 3) неподвижно установлены в корпусе датчика втулки И и 12, образующие совместно с трубчатыми хвостовиками конденсаторы постоянной емкости Сд и Cj. (фиг. 4). Втулки 11 и 12 имеют выводные электрические контакты. Таким образом, датчик крутящего момента представляет собой конденсатор Со, состоящий из трех последовательно соединенных конденсаторов Са Сп и Сд. Датчик работает следующим образом. При вращении ведущего элемента 1 крутящий момент передается на ведомый элемент 2. Торсионный вал 3 при этом закручивается пропорционально передаваемому крутящему моменту. Поскольку трубчатые хвостовики 6 и 7 с гребенками секторных пластин 8 и 9 связаны с крайними сечениями торсионного вала, то секторные пластины поворачиваются относительно друг друга, и при наличии напряжения емкость конденсатора Ci меняется пропорционально углу закручивания торсионного вала. Емкости двух других конденсаторов Сг и Сз при этом остаются неизменными. Поскольку все три конденсатора электрически связаны, то при изменении емкости Ci меняется и суммарная емкость Со. Сигнал с выводных контактов 0-1 втулок 11 и 12 характеризует измеряемый крутящий момент и может быть использован в исполнительном механизме для отключения привода при достижении заданного крутящего момента. Формула изобретения Датчик крутящего момента, содержащий размещенный в неподвижном корпусе торсионный вал, с крайними сечениями которого жестко связаны посредством трубчатых хвостовиков обкладки конденсатора переменной емкости, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в него введены две расположенные концентрично оси вала и неподвижно установленные в корпусе втулки, а трубчатые хвостовики электрически изолированы от вала и образуют с ними конденсаторы постоянной емкости, при этом обкладки конденсатора переменной емкости выполнены в виде расположенных вдоль вала и сопряженных между собой с зазором гребенок секторных пластин, перпендикулярных оси вала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 491848, кл. G 01 L 3/10, 05.06.73 2.Авторское свидетельство СССР № 113463, кл. G 01 L 3/10, 12.11.57 (прототип).

иг.2

В-Б

ui.5

Сг

Сз

}Ф(г.