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

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

1

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения момента на вращающихся валах.

Известен измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал, с концами базового участка которого жестко связаны измерительные диски, датчики скорости и измерительную схему 1.

Однако этот измеритель не обеспечивает требуемой точности измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому являетЬя измеритель .крутящего момента, содержащий фазовый измерительный преобразователь с да-тчиками скорости, фазойзмерительное .устройство с усилителями-ограничителями на входе и сумматором на выход, и триггер, подключенный через формирователи импульсов к выходам усилителей-ограничителей 2.

Недостатками такого измерителя является низкая точность измерения, обусловленная кинематической погрешностью измерительных дисков, и сложность конструкции из-за необходимости использования дополнительных датчиков скорости.

Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение конструкции за счет сокращения количества датчиков скорости.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены две схемы И, схема ИЛИ, выход которой связан через расширитель импульсов с одни- ми входами двух схем И, и- последо10вательно соединенные Формирователь разнополярных импульсов , фильтр нижних частот и интегратор, связанный с сумматором, причем входы формирователя разнополярных импульсов соеди15нены, с выходами схем И, другие входы которых связаны с выходами триггера, а входы схемы ИЛИ подключены к выходам формирователей импульсов.

На фиг. 1 приведена функциональ20ная схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу измерителя.

чИзмеритель крутящего момента содержит фазовый измерительный преоб25разователь 1 и фазоизмерительное устройство 2 с усилителями-ограничителями 3 и 4 на входе и аналоговым сумматором 5 на выходе. Измерительный преобразователь 1 содержит чувствительный элемент б, установлен ный в подшипниках 7 и 8, и два измерительных диска 9 и 10, в непосредственной близости от которых- располо жены индукционные датчики 11 и 12 скорости, выходы датчиков 11 и 12 подключены к усилителям-ограничителям 3 и 4. Выходы усилителей-ограничителей 3 и 4 соединены через формирователи 13 и 14 импульсов со входами триггера 15. Выходы формирователей 13 и 14 импульсов соединены также через схему ИЛИ 16 со входом расширителя 17 импульсов. Выходы расширителя 17 импульсов и триггера 15 соединены, соответственно, с одними и другими входами двух схем И 18 и 19.. Выходы схем И 18 и 19 соединены через формирователь 20 разнополярных импульсов, фильтр 21 нижних частот и интегратор. 22 с вычитающим входом аналогового сумматора 5. Измеритель работает следующим образом. При вращении нагруженного моментом упругого эле /1енда 6 с выходов датчиков 11 и 12 снимаются гармонические сигналы. Наличие люфтов в под шипниках 7 и 8 и кинематической погрешности измерительных дисков 9 и 10 приводит к паразитной фазовой модуляции каждого из сигналов датчиков Сигналы с выходов датчиков 11 и 12 поступают на усилители-ограничители 3 и 4 фазоизмерительного устройства Усилители-ограничители 3 и 4 формируют импульсы прямоугольной формы. На выходе фазоизмерительного устройства 2 имеется напряжение, величина которого равна сумме двухсоставляющих; первая из них кратна измеряемому моменту, а вторая обусловлена люфтами- в подшипниках и кинематической погрешностью измерительных дисков. Импульсы с прямого выхода (фиг 2а) усилителя-ограничителя 3 и инверсного выхода (фиг. 26) усилителяограничителя 4 поступают на формирователи импульсов 13 и 14. Коротки импульсы формирователей (фиг. 2в,г) совпадсоощие с положительными фронта ми импульсов (фиг. 2а,б), поочередно опрокидывают триггер 15. На выходах (прямом и инверсном) триггера появляются управляющие импульсы (фиг,2д Импульсы с формирователей 13 и 14 поступают также через схему ИЛИ 16 на расширитель 17 импульсов,, формирующйиимпульсы нормированной длитель ости (фиг. 2ж). Эти импульсы поступают на одни схем И 18 и 19, на другие входы которых поступа ют импульсы с прямого(фиг. 2д) и ин BepcHorq (фиг. 2е) выходов триггера 15. На выходах схем И 18 и 19 поочередно появляются импульсы (фиг.2з,и) поступающие на входы формирователя 20 разнополярных импульсов. Выходные знакочередующиеся импульсы (фиг. 2к) формирователя 20 поступают через фильтр 21 нижних частот на вХод интегратора 22, на выходе которого формируется сигнал, кратный величине люфтов в подшипниках и кинематической погрешности измерительных дисков 9 и 10. Этот сигнал поступает на вычитающий вход аналогового сумматора 5, в котором происходит его ,вычйтание из сигнала фазоизмерительного устройства 2. Таким образом, выходной сигнал измерителя крутящего момента не содержит составляющей, обусловленной кинематической погрешностью дисков. Использование предлагаемого измерителя позволяет повысить точность измерения крутящего момента за счет исключения влияния кинематической погрешности дисков и упростить конструкцию за счет сокращения количества дисков скорости. Формула изобретения Измеритель крутящего момента, содержащий фазовый измерительный преобразователь с датчиками скорости, фазоизмерительное устройство с усилителями-ограничителями на входе и сумматором на выкоде, и триггер, подключенный через формирователи импульсов к выходам усилителей-ограничителей, отлич- ающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции за счет сокращения количества датчиков скорости, в него введены две схемы И, схема ИЛИ/ выход которой связан через расширитель импульсов с одними входами двух схем И, и последовательно соединенные формирователь разнополярных импульсов, фильтр нижних частот и интегратор, связанный с сумматором, причем входы формирователя разнополярных импульсов соединены с выходами схем И, другие входы которых связаны с выходалш i триггера, а входы схемы ИЛИ подключены к выходам формирователей импульсов . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Фролов Л.Б. Измерение крутящего момента. М., Энергия, 1967, с. 47-48.- . . 2..Фролов Л.Б. Измерение крутящего момента, М., Энергия, 1967, с. 99-100 (прототип).