Устройство для измерения крутящего момента Советский патент 1981 года по МПК G01L3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть нспользоваио для измерения крутящего момента на вращающихся и неподвижных валах.

Известный измеритель крутящего момента, содержащий торснонный валик, преобразователь утпа. скручивания тс кягонного валика в электрический сигнал и регистрирующее устройство 1 .

Наиболее близким но технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения крутящего момента, содержащее сельсин-датчик и сельсин-приемник, роторы которых связаны посредством торсиона, и генератор гармонических сигналов (2).

Недостатком таких устройств является низкая точность измерения, обусловленная нелинейностью выходного сиглала.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в уст ройство введены сумматор, три выпрямителя и последовательно соединенные генератор тпе

угольного напряжения, ограничитель, модулятор и фильтр, причем вход первого выпрямителя и статорная обмотка сельсина-датчика связана с выходом генератора гармонических сигналов, вход второго выпрямителя - со статорной обмоткой сельсина-приемника, вход третьего выпрямителя - с выходом фильтра, а выходы выпрямителей соединены с соответствующими входами сумматора, при зтом выход первого выпрямителя связан с модуля

10 торсж, а выход сумматора соедини с ограничителем.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры сигналов узлов схемы.

15

Устройство для измерения крутящего момента содержит генератор 1 гармонических сигналов, питаюицсй статорную обмотку сельсина-дапика (€Д) 2 и первый выпрямитель 3. Ротор СД механически связан с ротором сельсина-приемника (СП) 4 посредством торснона 5. Угол закрутки торсиона прямо пропорционален крутящему моменту, который необходимо измерить. 38 Роторные обмотки СД и СП соединены между собой. Статорная обмотка СП соединена со вторым выпрямителем 6, выходной сш нал которого, без учета масштабных коэффициентов, равен U --E cost4Z1CNy(-t), 1. где Hf - амплитуда напряжения генератора Г; /(-t)- крутящий момент; K-f- масштабный коэффициент торсиона. Выходы выпрямителей 3 и 6 соединены с двумя входами трехвходового сумматора 7, выход которого соединен с выходом 8 устройства и входом ограничителя 9, к другому входу которого подключен генератор 10 треугольного напряжения с постоянными частотой и амплитудой. Ограничитель 9 соединен через модулятор И, фильтр 12 первой гармоники и третий выпрямитель 13 с третьим входом сум.матора 7. Другой вход модулятора 11 соединен с выходом первого выпрямителя 3. На выходе ограничителя 9 получается напряжение и 2 в виде симметричной трапеции с амплитудой УЗ (фиг. 2). -.-- 5- 4где и а - напряжение на выходе сумматора 7; напряжения на выходах выпрямителей 3 и 13. Модулятор 11, выполненный как определитель знака производной сигнала Ug , вырабатывает знакопеременные импульсы длительностью Т и амплитудой, прямопропорциональной напряжениюи 4 (фиг. 2). Фильтр 12 выделяет первую гармонику из выходного напряжения модулятора 11 Uf,, а выпрямитель 13 ее выпрямляет. Так как величина длительности tX описывается выражением

.

где и .. амплитуда импульсов генератора , 10;

раничителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 102332, кл. G 01 L 3/10, 17.12.54 (прототип). Т - период импульсов генератора 10, то напряжение на выходе выпрямителя 13 прямо пропорциональноп - (4 ГЛС1Г -Tt- И С05ТС )г что при достаточно большом коэффициенте сз матора 7 позволяет получить на выходе устройства сигнал и,,мщ где масштабный коэффициент. Использование устройства позволяет повыИспользование устройства позволяет сить точность измерения крутящего момента сить точность измерения крутящего м за счет выпрямления шкалы устройства. Формула изобретения Устройство для измерения крутящего момента, содержащее сельсин-датчик и сельсинприемник, роторы которых связаны посредством торсиона, и генератор гармонических сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения. в него введень) сумматор, три выпрямителя и последовательно соединенные генератор треугольного напряжения, ограничитель, модулятор и фильтр, причем вход первого выпрямителя и статорная обмотка сельсина-датчика связаны с выходом генератор , гармонических .сигналов, вход второго выпрямителя - со статорной обмоткой сельсина-приемника, вход третьего вьгарямителя - с выходом фильтра, а выходы выпрямителей соединены с соответствующими входами сумматора, при этом выход первого выпрямителя связан с модулятором, а выг.од сумматора соединен с ог