Устройство для измерения крутящих моментов Советский патент 1981 года по МПК G01L3/10 

(З) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯ1ДИХ МОМЕНТОВ

I

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента.

По основному авт.св. № 37936 известно устройство для измерения крутящих моментов, содержащее упругий участок вала из ферром агнитного материала и охватывающую вал электромагнитную систему, состоящую из кольт цевого статора с распределенной по его внутренней поверхности трехфазной обмоткой возбуждения, двух тороидов,связанных магнитопроводящими сегментами, и двух включенных последовательно измерительных обмоток гп.

1едостатком устройства является низкая чувствительность и точность измерения, обусловленная магнитоупругим гистерезисом и зависимостью выходного сигнала от скорости вращения вала, которая особенно сильно проявляется при скоростях вращения

вала, близких к скорости вращения магнитного поля возбуждения, из-за изменения сопротивления вала вихревым токам.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в устройство введен цилиндр из магнитомягкого материала, жестко закрепленный на валу под тороидами, измери10тельными обмотками и кольцевым статором, .причем под статором на цилин с ре выполнены по окружности зубцы.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

15

Устройство для измерения крутящих моментов содержит цепи возбуждения и измерительную. Цепь возбуждения состоит из кольцевого статора 1 с распределенной трехфазной обмоткой 220подключаемой к источнику трехфазного напряжения У. Статор 1 охватывает ферромагнитный упругий вал 3 закрепленный в подшипниках Ц корпуса 5. Измерительная цепь состоит из кольцевых разрезных тороидов 6, сегментов 7 и двух соединенных последовательно измерительных обмоток 8, охватывающих коаксиально вал 3. Цепи возбуждения и измерительная разделены немагнитными прокладками 9. На валу 3 под тороидами 6 измеритель, ными обмотками 8 и кольцевым статором 1 жестко закреплен цилиндр 10 из магнитомягкого материала. Под кольцевым статором 1 цилиндр 10 по своей окружности имеет зубцы 11 .

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии крутящего момента () вал устройства не скручивается и цилиндр 10 из магнитомягкого мате-, риала изотропен, сигнал UQ на выходе измерительных обмоток 8 равен нулю.

При воздействии крутящего момента на вал 3 он скручивается. При этом скручивается и цилиндр 10 и в нем возникают механические напряжения, под воздействием которых меняется его магнитная проницаемость. Вследствие возникшей анизотропности цилиндра 10 появляется составляющая магнитного потока возбуждения, проходящая вдоль образующей цилиндра 10 и замыкающаяся в измерительной цепи устройства, проходя через элементы 6, 7 и 10 цепи. Эта составляющая магнитного потоку сцепляется с витками измерительных обмоток 8, наводя в них ЭДС, пропорциональную крутящему моменту на валу, U(. При этом основную механическую нагрузку несет вал 3, передавая деформации на цилиндр 10, в котором возникают механические напряжения кручения.. Вследствие поверхностного эффекта магнитные потоки возбуждения и измерительный проходят по цилиндру 10, выполненному из магнитсмягкого материала. Поэтому перемагничивание его осуществляется по уз кой петле намагничивания, что умень92242 . 4

шает магнитный гистерезис. Это приводит к уменьшению погрешности от невоспроизводимости статической характеристики устройства, т.е. погрешности от магнитоупругого гистерезиса.

Наличие зубцов 11 на цилиндре 10 по его окружности под статором 1 при- водит к неравномерности воздушного

10 зазора под статором и искривлению магнитного поля возбуждения, что приводит к появлению дополнительного реактивного вращающего момента. При скоростях вращения вала, близких к

fS скорости вращения поля возбуждения, за счет реактивного момента вал устройства втягивается в синхронизм подобно синхронной мащине, и сигнал на выходе измерительных обмоток 8 не за2JJ висит от скорости вращения вала.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить чувствительность и точность измерения крутящего момента за счет уменьшения погреш2J ности от магнитоупругого гистерезиса и устранения влияния зависимости выходного сигнала от скорости вращения вала при скоростях вращения последнего, близких к скорости вращения магнитного поля возбу - дения.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутя 5 щих моментов по авт.св. ff 437936, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, в него введен цилиндр из магнитомягкого материала, жестко закрепленный на валу под тороидами, измерительными обмотками и кольцевым статором, причем под статором на цилиндре выполнены по окружности зубцы. . - . Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 437936, кл. G 01 L 3/10, 19.06.72.