HU191005B - Equipment for measuring torque - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya forgatónyomatékmérő berendezés, célszerűen forgó tengelyek nyomatékának mostoha üzemi körülmények melletti méréséhez, amely a forgó tengelyen elhelyezett nyúlásmérőbélyeges érzékelőt, továbbá az érzékelőhöz csatlakoztatott jelfeldolgozó egységet tartalmaz, amely jelfeldolgozó egység erősítőt, feszültség-frekvencia átalakítót, továbbá frekvencia-feszültség átalakítót és mérőműszer meghajtó erősítőt tartalmaz. A találmány lényege abban van, hogy az érzékelőhöz (1) csatlakoztatott jelfeldolgozó egység egyik része adóegységként (14) van kiképezve, amely magába foglalja az erősítőt (2), az erősítőre (2) kapcsolt nullázó áramkört (3), ennek kimenetére a feszültség-frekvencia átalakító (4) kimenetére, amely egyben az adóegység (14) kimenete is, egy adótekercs (5) van csatlakoztatva, amely adótekercs (5) az adóegységgel (14) együtt forgó tengelyen (17) van elhelyezve, továbbá az adótekercs (6) a gép állórészében (18) van elhelyezve, a vevő tekercs (éjjelének feldolgozására kiképzett vevőegységgel (19) együtt, amely vevőegység (19) illesztő fokozatot (7) tartalmaz, az illesztő fokozat (7) kimenete felüláteresztő szűrőn (8) komaiátoron (9), frekvencia-feszültség átalakítón (10) és illesztő fokozaton (11) keresztül van a mérő- vagy regisztráló műszerre (16) csatlakoztatva.' - Nemzetközi osztályjelzet: (51) NSZO. GOI L5/00 3 ábra -1-

Description

A találmány tárgya forgatónyomatékmérő berendezés, amely célszerűen mostoha körülmények között működő forgó tengelyek üzemközbeni nyomatékának mérésére alkalmazható előnyösen, például a mezőgazdaság területén.

Forgó gépeknél sok esetben követelmény, de a mezőgazdasági gépek energetikai és szilárdsági vizsgálatai megkövetelik pontos mérési módszerek alkalmazását. Méréssel lehet és kell megállapítani a gépek forgó tengelyein fellépő nyomatékosat, a különböző helyeken fellépő gyorsulásokat és rezgéseket.

A forgó tengelyek nyomatékméréseit általában nyúlásmérőbélyegek segítségével tenzometrikus úton végzik. A mérni kívánt tengelyre felragasztjuk anyúlásniérőbélyegeket mint érzékelőket és a nyúlásmérőbélyegek kivezetéseit kell galvanikusan összekötni az ehhez kiképzett erősítővel. Ennek érdekében csúszógyűrú's megoldású forgó leszedőket alkalmaznak. Ezen leszedek alkalmazása nehézkes és jó minőségben nagyon kevés világ-cég tudja előállítani, Gyakoriak a meghibásodások, és az elszennyeződések miatt az átmeneti ellenállásnak a megnövekedése.

Jelenleg azonban egyre inkább kezdenek elterjedni a csúszógyűrű nélküli tenzometrikus leszedők. Ilyen pl. a Philips gyártmányú PR 9910 típus, vagy a Hottinger gyártmányú 2555 típus. A Hottinger féle berendezésben a nyúlásmérőhíd kimenő jelét egy feszültség-frekvencia átalakítót és a kapacitív kicsatoló áramkört tartalmazó adóegység dolgozza fel, amelyhez frekvencia-feszültség átalakító és az elválasztó egyenáramú erősítő van csatlakoztatva.

A mezőgazdasági gépek méréseinél alkalmazott csúszógyűrű nélküli leszedó'knek különleges igényeket kell kielégíteni és szélsőséges klíma viszonyok mellett kell működni. Ezen követelményeket a berendezések nem minden esetben elégítik ki.

Ez az ismert berendezés tehát kapacitív jeladót tartalmaz, amely azonban a már említett hátrányos tulajdonságai miatt alapvetően nem alkalmas a mezőgazdaság mostoha üzemi viszonyai között tartós üzemre,

A találmánnyal célunk volt az, hogy olyan nyomatékmérő berendezést dolgozzunk ki, amely a mezőgazdaság mostoha viszonyai között is megbízhatóan képes üzemelni, a mérés kellő pontossággal elvégezhető és a berendezés kellőképpen megbízható, így gyakori javításra vagy a készülék cseréjére csak igen ritkán van szükség. Ezt a találmány szerint csúszógyűrű nélküli tenzometrikus jelfeldolgozó egységgel valósítottuk meg és felismertük azt, hogy a kapacitív jelátalakító helyett induktív jelátalakítót azaz adó- és vevőtekercset kell alkalmazni a kellőképpen megbízható működéshez. Ez ugyanis lehetővé teszi, hogy ne kelljen az érzékelő jelét vezetéken hosszan elvinni, továbbá, hogy a jelfeldolgozó egység adórészét közvetlenül az érzékelő közelében lehessen a forgó tengelyen elhelyezni, míg a vevőiészt a gép állórészén lehet elhelyezni. Ha jelfeldolgozó egységet két olyan részre bontjuk, hogy az a tengelyen szimmetrikusan van elhelyezve, nem befolyásolja a tengely nyomatékét, a feladatot Optimálisan oldottuk meg.

A találmány tárgya tehát forgatónyomatékmérő berendezés, célszerűen forgó tengelyek nyomatékának mostoha üzemi körülmények melletti méréséhez, amely a forgó tengelyen elhelyezett nyúlásmérőbélyeges érzékelőt, továbbá az érzékelőhöz csatlakoztatott jelfeldolgozó egységet tartalmaz, amely jelfeldolgozó egység erősítő, feszültség-frekvencia átalakítót, továbbá frekvencia-feszültség átalakítót és mérőműszer meghajtó erősítőt tartalmaz.

A találmány szerinti berendezés azzal jellemezhető, hogy az érzékelőhöz csatlakoztatott jelfeldolgozó egység egyik része adóegységként van kiképezve, amely magába foglalja az erősítőt, egy erősítő kimenetére kapcsolt nullázó áramkört, ennek kimenetére kapcsolt feszültségfrekvencia-átalakítót, továbbá a feszültség-frekvencia átalakító kimenetére, amely egyben az adóegység kimenete is, egy adótekercs van csatlakoztatva, amely adótekercs az adóegységgel együtt a forgó tengelyen van elhelyezve, továbbá az adótekercs egy vevő tekerccsel van induktív módon csatlakoztatva, amely vevőtekercs a gép állórészében van elhelyezve, a vevőtekercs jelének feldolgozására kiképezett vevőegységgel együtt, amely vevőegység illesztő fokozatot, az illesztő fokozat kimenete felüláteresztő szűrőn, komparátoron a frekvencia-feszültség átalakítón és illesztő fokozaton keresztül van a mérő- vagy regisztráló műszerrel csatlakoztatva.

A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakja, azzal jellemezhető, hogy a vevőegység komparátorának kimenetére egy leválasztó erősítőn keresztül egy frekvenciamérő van csatlakoztatva.

A találmány szerinti berendezés még egy további előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy a vevőegység frekvencia-feszültség átalakítójának a kimenetére leválasztó erősítőn keresztül feszültségmérő van csatlakoztatva.

A találmány szerinti nyomatékmérő berendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségévei a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az

1. ábrán látható a találmány szerinti nyomatékmérő berendezés adóegységének valamint adótekercsének a rajza, a

2. ábrán látható a vevőegység egy példakénti kiviteli alakjának blokkvázlata, míg a

3. ábrán a találmány szerinti berendezés elhelyezésének egy példakénti kiviteli alakja látható.

Ahogyan az az 1. ábrán megfigyelhető, a találmány szerinti nyomatékmérő berendezés tartalmaz egy célszerűen nyúlásmérőbélyegekből álló hidat tartalmazó 1 érzékelőt, amelynek kimenete a 14 adóegység bemenetére van csatlakoztatva. A 14 adóegység egy az 1 érzékelőhöz csatlakoztatott 2 erősítőt, a 2 erősítő kimenetre csatlakoztatott 3 nullázó áramkört tartalmaz. Az utóbbi teszi lehetővé, hogy minden esetben az adott viszonyokhoz lehessen a 2 erősítő kimenetét a 3 nullázó áramkörrel nullázni, így a 3 nullázó áramkör kimenetére csatlakoztatott 4 feszültség-frekvencia-átalaldtó minden esetben az 1 érzékelő jelének megváltozásával arányos jelet fogja mérni. Ehhez természetesen célszerű, ha a nyúlásmérőbélyegek az 1 érzékelőben hídba vannak kapcsolva.

A találmány szerinti berendezést úgy alakítottuk ki, hogy a 4 feszültség-frekvencia átalakító kHz nagyságrendű frekvenciájú jelet állítson elő, így a frekvencia változása, amely a nyomaték változásával arányos, jól továbbítható jelként kerül a 4 feszültség-frekvencia átalakító kimenetére csatlakoztatott 5 adótekercsre. Az adótekercs, ahogy ez a 3. ábrán is megfigyelhető, a 17 forgótengelyre van feltekerve közvetlenül az 1 érzékelő és a 14 adóegység közelében. így a környezet zavaró hatása is lényegesen lecsökken. A gép 18 állórészében van az 5 adótekercs jelét vevő 6vevotekercs, valamint a vett jel jelfeldolgozására kiképezett 19 vevőegység elhelyezve. A 19 vevőegység 7 illesztő fokozatot* ehhez csatlakoztatott 8 feliuát·

-2191.005 eresztő szűrőt és a 8 felüláteresztő szűrő jelét gyakorlatilag négyszögjellé átalakító 9 komparátort tartalmaz. A 9 komparátor kimenő jelének a frekvenciája szintén arányos a nyomatékkai, ugyanakkor azáltal, _ hogy a továbbiakban négyszögjelet használunk, egy- ® szerűbb kapcsolásokkal valósíthatók meg a további áramkörök is, sőt a továbbiakban könnyebb adott esetben egy digitális jelfeldolgozó egység működtetése is. A 9 komparátor kimenete egyrészt egy további 12 leválasztó erősítőn keresztül adott esetben egy frek- -jq venciamérőre csatlakoztatható, ahol mérhető a nyomatékkel arányos jel, ugyanakkor a 10 frekvencia-feszültség átalakító is van a 9 komparátor kimenetére csatlakoztatva, amely a nyomatékkel arányos feszültséget állítja elő, amely további jelfeldolgozásra vagy mérésre alkalmas a nyomatékkai arányos feszültséget 15 állít elő. A 10 frekvencia-feszültség átalakító egyrészt 13 leválasztó-eiősítőre, melyhez feszültségmérő csatlakoztatható, másrészt egy további meghajtó és illesztő 11 fokozaton keresztül egy kijelző vagy regisztráló 16 műszerre van csatlakoztatva. A találmány szerinti berendezéssel tehát optimális erősítőkről le- 20 vett jelekkel lehet a nyomatékot pontosan és megbízhatóan mérni, adott esetben további jelfeldolgozó egységekhez elvezetni. A 2 erősítőt és a további fokozatokat is célszerű nagy bemenő ellenállású integrált áramkörös erősítőkkel megvalósítani, mert így a 14 25 adó-egység illetőleg a 19 vevőegység igen kis méretekben valósítható meg, ahol még az egyes áramkörök fogyasztása is kicsi lesz. A találmány szerinti megoldásnál nincs szükség a mechanikus csúszógyűrűkre, ami a mérés megbízhatóságát egyértelműen növeli.

A 19 vevőegység kimenetén például megfelelő erősí- 30 téssel ± 1 V-os jeltartomány is elérhető, ami felhasználható mérőmagnetofon vagy más regisztráló 16 műszer meghajtásához, így a jelet nemcsak mérni, de szükség esetén regisztrálni is lehet.

Claims (3)

1. Forgatónyomatékmérő berendezés, célszerűen forgó tengelyek nyoma tékának mostoha Özem! körülmények melletti méréséhez, amely a forgó tengelyen elhelyezett nyúlásmérőbélyeges érzékelőt, továbbá az érzékelőhöz csatlakoztatott jelfeldolgozó egységet tartalmaz, amely jelfeldolgozó egység erősítőt, feszülség-frekvencia átalakítót, továbbá frekvencia-feszültség átalakítót és mérőműszer meghajtó erősítőt tartalmaz, azzal jellemezve, hogy az érzékelőhöz (1) csatlakoztatott jelfeldolgozó egység egyik része adóegységként (14) van kiképezve, amely magába foglalja az erősítőt (2), az erősítőre (2) kapcsolt nullázó áramkört (3), ennek kimenetére kapcsolt feszültség-frekvencia átalakítót (4), továbbá a feszültség-frekvencia átalakító (4) kimenetére, amely egyben az adóegység (14) kimenete is, egy adótekercs (5) van csatlakoztatva, amely adótekercs (5) az adóegységgel (14) együtt a forgó tengelyen (17) van elhelyezve, továbbá az adótekercs (5) egy vevő tekerccsel (6) van induktív módon csatlakoztatva, amely vevőtekercs (6) a gép állórészében (18) van elhelyezve, a vevőtekercs (6) jelének feldolgozására kiképezett vevőegységgel (19) együtt, amely vevőegység (19) illesztő fokozatot (7) tartalmaz, az illesztő fokozat (7) kimenete felüláteresztő szűrőn (8), komparátoron (9), frekvencia-feszültség átalakítón (10) és illesztő fokozaton (11) keresztül van a mérő- vagy regisztráló műszerre (16) csatlakoztatva.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vevőegység (19) komparátorának (9) kimenetére egy leválasztó erősítőn (12) keresztül egy frekvenciamérő van csatlakoztatva.

3. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vevőegység (19) frekvencia-feszültség átalakítójának (10) a kimenetére leválasztó erősítőn (13) keresztül feszültségmérő van csatlakoztatva.

Szabadalmi igénypontok