Магнитоупругий преобразователь крутящего момента Советский патент 1982 года по МПК G01L3/10 

(54) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО ПИэобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на валу. Известен магнитоупругий преобразрватель крутящего момента, соаержащий рао попоженную 1 онцентрично с контролируемым участком вала неподвижную электро магнитную систему с явно выр1эженньгми полюсами, снабженными возбуждающими и измерительными обмотками . и измерительную cxeMytl. Однако данный преобразователь не обеспечивает требуемой точности иэмерения из-за зависимости выходного сигнала преобразователя от углового по ложения вала относительно электромагнкгной системы и скорости его враше ния. Наиболее близким по техшмеской суш ности и достигаемому результату к оа иному изобретению является магнитоупругий преобразователь крутящего MOMeirfa, содержаи|ий закреппенньге tia валу намагивМОМЕНТАчивающий и измерительный П-образные магнитопроводы с обмотками и измерительную схему с бесконтактными устройствами подвода питания и съема сигналаГ2. Недост атком данного преобразовате1 1Я является ограниченный диапазон измерения. Цель изобретения - расширение анапа зона измерения. Указанная цель достигается тем, что в 1феобразователь введен допсу1нительный измерительный П -образный магнитопровод с обмотками, причем измерительные магнитопроводы размешены с возможностью взаимного поворота относительно оси их пересечения, расположенной в плоскости намагничивающего магнитопровода. На фир. 1 предстйвлена конструктивная схема преобразователя-, на фиг. 2 блок-схема его включения. Магнитоупругий преобразователь крутящего момента (фиг. 1) содержит жест392040ко закрепленный на контролируемом валу намагничиваюший П-образный магнитопровод 1 с обмоткой 2 и ива измеритель ных П-образных магнитопровоаа 3 и 4 с обмотками 5 и 6. Измерительные магнитопроводы выполнены подвижными относительно оси их пересечения и расположены на валу под углом цруг к другу и симметрично .относительно плоскости намагничивающего магнитопровода. Об. мотки каждого измерительного магн топровоаа соединены между собрй согласно. Измерительная схема (фиг. 2) магни тоупругого преобразователя состоит из трансформаторного токосъемника 7, с помощью которого подводится на вал питающее напряжение, выпрямителя 3 и стабилизатора 9 постоянного тока, который служит для питания всех элеменtOB измерительной схемы преобразователя. Обмотка 2 намагничивающего магнитопровоца магнитоупругого преобразователя 1О (фиг, 1). запитывается прямоугольными импульсами тока от мульт вибратора 11.. Обмотки измерительных магнитопровоаов подключены к дифференциальному усилителю 12, выход которого соединен с детектором 13 среанего значения, в свою очерець подключенного к входу преобразователя 14 напряжение частота, выход которого нагружен на подвижную пластину емкостного токосъемника 15. Сигнал, снимаемый с неподвижной пластины токосъемника, подается на индикатор 16, в качестве которого использован частотомер. Преобразователь работает следующим образом. Импульсы тока, вырабатываемые мультивибратором 11, запитывают обмотку намагничивающего магнитопровода 1, за счет чего в материале вала создаетс переменное магнитное поле. При отсутствии крутящего момента оба измерител ных магнитопровоаа находятся в одинаковых условиях, в результате чего на выходе диффереш1иального усилителя и детектора сигнал отсутствует и с выхода преобразователя напряжение - частота на индикатор поступает через емкостный токосъемник сигнал определенной шчaльнoй частоты. Под воздействием крутящего момента в материале вала возникает магнитная анизотропия) в результате чего величины ЭДС, возника« щие в обмотках измерительных магиитоJко

Иctoчники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 214161, кл. 3/10, 21.01.67.

2.Гумашок М.Н., Магнитоупругио датчики в автоматике. Киев, , 1972, с. 15О, рис. 83 (прототип). 94 проводов, оказываются неоаинаковыми, и на выходе аетектора среанего значения возникает сигнал,пропорциональный величине приложенного крутящего момента, который преобразуется в пропорциональное ему изменение частоты выходного сигнала. При расположении измерительных маг нитопроводов таким образом, чтобы плоскость каждого .из них составляла угол 45 относительно плоскости намагничиваюшего магнитопровояа, имеет место максимальная чувствительность преобразователя, однако при значительных величинах моментов наблюдается насыщение магнитоупругого эффекта. С уменьшением угла между плоскостью намагничивающего магнитопровода и плоскостью каждого из измерительных магнитопровоаов, магнитоупругое насыщение наблюдается при всех больших значениях моментов. Использование двух измерительных магнитопровоаов, выполненных .подвиж«(Гми относительно оси их пересечения, позволяет корректировать нагрузочную характеристику преобразователя в зави симости от марки стали ферромагнитного вала и величины крутящего момента, а, следовательно, расширить диапазон измерения.. Формула изобретения Магнитоупругий преобразователь кру- тящего момента, содержащий закрепленные на валу намагничивающий и измерительный П-образные магнитопроводы с обмотками и измерительную схему с бесконтактными устройствами поцвола питания и съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введен дополнительный ианерительный Пгобразный „агнитопровод с обмотками, причем изк,ог,.«.,«:. nr,.nr,«r,n.-, L.r.,,,,, мерительные магнитопровоаы размещены с возможностью взаимного поворота от-, носительно оси их пересечения, расположенной в плоскости намагничивающего магнитопровоца.

8

10

11

W

13

14Фм.г