Измеритель крутящего момента Советский патент 1982 года по МПК G01L3/10 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на Всшу.

Известный емкостный измеритель крутящего момента содержит два неподвижных диска и размещенные между ними и связанные с концами базового участка упругого вала два подвижных диска, снабженных электропроводными элементами fll .

Известное устройство не обеспечивает требуемой точности измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал, основные электропроводные элементы емкостного датчика скручив ия вала, размещенные на электроизоляционных элементах и включенные в измерительную схему с генераторсм 2 3.

Недостатком известного измерителя является низкая чувствительность и ограниченный диапазон измерения.

Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона измерения.

Указанная цель достигается тем, что в него введены два параллельных оси вала держателя электроизоляционных элемента, упругий вал снабжен фланцем и двумя расположенными в одной плоскости симметрично оси вала Г-образными выступами, размещенными между держателями электроизоляционных элементов, причем держатели

10 связаны с фланцем, а каждый электроизоляционный элемент снабжен двумя группами дополнительных электропроводных элементов, из которых одна группа имеет электропроводные элеt5 менты равной площади, а другая - разной площади, причем дополнительные электропроводные элементы равной площади и основные размещены на обращенных к плоскости выступов рабо20чих поверхностях электроизоляционных элементов симметрично оси вала напротив соответствующих выступов, а дополнительные электропроводные элементы разной площади - на указанных рабочих поверхностях симметрично оси вала.

На фиг.1 показан предлагаемый измеритель, разрез по .А-А на фиг.2;,

30 на фиг.2 - разрез по Б-Б на фиг.1;

на фиг.З - схема расположения электропроводных элементов.

Измеритель крутящего момента фиг.1 и 2J содержит упругий вал 1 с двумя Г-образными выступами 2, расположенными в одной плоскости симметрично оси вала, и фланцем 3, с которым связаны два параллельных оси вала держателя 4 электроизоляционных элементов 5, на рабочих поверхностях которых размещены основные 6 и две группы дополнительных 7 и и электропроводных элементов (фиг.З) емкостного датчика скручивания вала. Элементы группы 7 выполнены разной площади и расположены симметрично оси вала, а элементы группы 8 - одинаковой площади и расположены симметрично оси вала напротив соответствующих выступов 2. На фланце 3 установлен неподвижно кожух 9, через упругий цилиндрический элемент 10 связанный с другим концом вала. Элементы б при йомощя выводов 11 подключеша к генератору. 12, соединенному с блоком 13 питания и антенной 14,установленной на 1Э9ЛЯционном кольце 15.

Измеритель работает следующим образом.

При крутящем моменте М|( основные электропроводные элементы 6 и заземленные Г-обраэные выступы 2 составляют определенную емкость С, определяемую по формуле

С-

с-,

где, Е - диэлектрическая проницаемость воздуха;S - суммарна площадь двух основных электропроводных элементов 6;, величина зазора между элементами б и Г-образнЫми выступами.

Элементы б включены в цепь резонансного контура (не по-к-азано) генератора 12, генерирующего высокочастотный сигнал, который антенну 13, установленную на изоляционном кольце 15, передается к регистрирующему прибору (не показа-н) .

При действии на вал 1 крутящего момента упругий вал деформируется, т.е. скручивается, и величина зазора сА между элементами 6 и выступами 2 меняется, а величина емкости GO увеличивается или уменьшается в : ависимости от знака приложенного крутящего момента. Изменение величийы емкости С, включенной в цепь резонансного контура генератора 12, вызывает изменение его частоты, причем величина девиации частоты прямо пропорциональна величине крутящего момента и регистрируется в регистрирующем приборе.

Электропроводные элементы 7 предназначены для балансировки и симметризации емкостей основных электропроводных элементов 6 из-за разброса их параметров при изготовлении измерителя. Элементы 7 подключаются параллельно основным электропроводящим элементам 6 в зависимости от величины разницы их емкоестей. Так как элементы 7 расположены по середине рабочей поверхности электроизоляционных элементов 5, то они не изменяют

- чувствительности измерителя при балансировке емкостей элементов 6.

При подключении электропроводящих элементов 8 параллельно элементам б дискретно уменьшается чувствительность измерителя, так как при .

5 скручивании упругого вала 1 основные электропроводные элементы 6, например, приближаются к Г-образным выступам 2, зазор о уменьшается и емкость С увеличивается, одновре0 Менно зазор между элементами 8 и

выступами 2 увеличивается на определенную величину, уменьшая величину изменения суммарной емкости С. Таким образом, подключая поочередно

5 элементы 8 разной площади к основным элементам 6, дискретно изменяют чувствительность измерителя и, как следствие, диапазон измерения.

Использование в измерителе Г-об0 разных выступов и дополнительных

электропроводных элементов, а также размещение основных и дополнитель- , ных электропроводных элементов параллельно плоскости указанных выступов, позволяет повысить чувствительность и расширить диапазон измерения крутящего момента на валу.

Формула изобретения

Измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал, основные электропроводные элементы емкостного датчика скручивания вала, размещенные на электроизоляционных элементах и включенные в измерительную схему с генератором, отличающийс я тем, что, с целью повьппения чувствительности и расширения диапазона измерения, в него введены два ;Параллельных оси вала держателя электроизоляционных элемента, упругий вал снабжен фланцем и двумя расположенными в одной плоскости

5 симметрично оси вала Г-образными

выступами, размещенными между держателями электроизоляционных элементов, причем держатели связаны с фланцем, а каждый электроизоляционный элемент снабжен двумя группами дополнительных электропроводных элементов, из которых одна группа имеет электропроводные элементы равной площади, а другая - разной площади, причем дополнительный элект