RU2380667C1 - Устройство для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах - Google Patents
Устройство для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380667C1 RU2380667C1 RU2008142332/28A RU2008142332A RU2380667C1 RU 2380667 C1 RU2380667 C1 RU 2380667C1 RU 2008142332/28 A RU2008142332/28 A RU 2008142332/28A RU 2008142332 A RU2008142332 A RU 2008142332A RU 2380667 C1 RU2380667 C1 RU 2380667C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axial force
- efkl
- abcd
- poles
- measuring torque
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента и осевого усилия валов различных силовых установок, используемых на морских судах, в металлургии и других областях техники. Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости, упрощение технологии изготовления и расширение функциональных возможностей. Предложенное устройство содержит магнитоупругий преобразователь, источник постоянного тока, выход которого подключен к обмотке возбуждения и магниторезисторным мостам ABCD и EFKL. Магнитоупругий преобразователь выполнен в виде с монолитного магнитопровода и состоит из девяти вертикальных полюсов (А, В, С, D, E, F, K, L, М) и общего основания. На поверхности полюсов А, В, С, D, E, F, K, L установлены магниторезисторы, образующие магниторезисторные мосты ABCD и EFKL. 3 ил.
Description
Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента и осевого усилия валов различных силовых установок, используемых на морских судах, в металлургии и других областях техники.
Известны устройства для измерения осевого усилия: «Устройство для измерения осевого давления во вращающихся валах», авторское свидетельство №142445, кл. 42к, бюллетень №21 за 1961 г.и «Бесконтактный измеритель упора гребного винта», авторское свидетельство №421579, В63h 23/24, бюллетень №12 от 30.03.74, авт. B.C.Михайлов, А.И.Солодовников, а также устройства для измерения крутящего момента: «Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах», авторское свидетельство №669231, G01L 3/10, бюллетень №23 от 25.06.79, авт. Бабурина Е.А., Григорьев С.М., Жадобин Н.Е., Смирнов В.А., Хайкин А.Б. и «Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах», патент №2326355, G01L 1/12, бюллетень №16 от 10.06.2008, авт. Жадобин Н.Е., Крылов А.П., Лебедев А.И., действие которых основано на использовании изменения магнитных свойств материала вала вызванного влиянием механических усилий от крутящего момента и осевого усилия.
Однако такие устройства имеют низкую помехоустойчивость, обусловленную влиянием магнитной неоднородности материала вала.
Помимо этого изготовление таких устройств затруднительно из-за того, что магнитопровод магнитоупругого преобразователя состоит из пластин, электротехнической стали.
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости, улучшение динамических характеристик, упрощение технологии изготовления и расширение функциональных возможностей.
Это достигается тем, что магнитопровод магнитоупругого преобразователя изготавливается монолитным и представляет собой конструкцию, представленную на фиг.1, которая состоит из девяти вертикальных полюсов A, B, C, D, E, F, K, L, M и общего основания. Магнитопровод преобразователя изготавливается таким образом, чтобы полюса A, B, C, D и E, F, K, L образовывали квадраты, в центре которых находится полюс М. На полюсе М установлена обмотка возбуждения, которая получает питание от источника постоянного тока, на поверхности остальных полюсов (A, B, C, D, E, F, K, L) установлены магниторезисторы. Магниторезисторы используются в качестве преобразователей магнитного поля, что позволяет питать обмотку возбуждения от источника постоянного тока. Использование источника постоянного тока позволяет избежать потерь и помех, обусловленных влиянием токов Фуко и изготавливать магнитопровод магнитоупругого преобразователя монолитным.
Для измерения крутящего момента и осевого усилия магнитопровод преобразователя необходимо установить с зазором по отношению к валу, в соответствии с фиг.2. На фиг.2. показаны проекции полюсов магнитопровода на поверхность вала. Магниторезисторы, установленные на полюсах A, B, C, D и E, F, K, L, включены в мостовые схемы в соответствии с фиг.3, на которой представлена функциональная схема устройства. При отсутствии механических напряжений материал вала является изотропным, что приводит к симметричному распределению магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения между полюсами A, B, C, D и E, F, K, L, в результате чего магниторезисторные мосты остаются уравновешенными и сигнал на выходе устройства равен нулю. Под воздействием крутящего момента появляются касательные механические напряжения растяжения и сжатия, приводящие к возникновению магнитной анизотропии, которая в свою очередь приводит к изменению магнитной проницаемости на участках вала между полюсами EF и KL. Изменение магнитной проницаемости приводит к перераспределению магнитного потока, под воздействием которого магниторезистивный мост EFKL перестает быть уравновешенным и на выходе моста появляется ЭДС, пропорциональная величине приложенного крутящего момента. Под воздействием осевого усилия появляются нормальные напряжения растяжения и сжатия, под воздействием которых материал вала становится магнитоанизотропным. В данном случае магнитная анизотропия приводит к изменению магнитной проницаемости на участках вала между полюсами АВ и CD. Изменение магнитной проницаемости приводит к перераспределению магнитного потока возбуждения, под воздействием которого магниторезистивный мост ABCD перестает быть уравновешенным и на выходе моста появляется ЭДС, пропорциональная величине приложенного осевого усилия.
Устройство для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах содержит источник постоянного тока 1, подключенный к обмотке возбуждения, расположенной на полюсе М, и магниторезистивным мостам 2 (EFKL), 3 (ABCD), выходы которых подключены к дифференциальным усилителям 4, 5, при помощи которых устраняются помехи, наводимые в кабеле, выходы дифференциальных усилителей 4, 5 подключены к входам фильтров верхних частот 6 и 7, предназначенных для устранения высокочастотных помех. Устройство работает следующим образом. Под воздействием механических напряжений от осевого усилия и крутящего момента на выходах магниторезистивных мостов 3 (ABCD) и 2 (EFKL) появляются ЭДС, пропорциональные осевому усилию и крутящему моменту соответственно. Сигналы с магниторезистивных мостов 2, 3 через дифференциальные усилители 4, 5 поступают на входы фильтров верхних частот 6 и 7, выходы которых подключены к измерительным приборам 8 и 9.
Claims (1)
- Устройство для измерения крутящего момента и осевых усилий во вращающихся валах, содержащее магнитоупругий преобразователь, установленный с зазором по отношению к валу, источник постоянного тока, выход которого подключен к обмотке возбужения и магниторезисторным мостам ABCD и EFKL, выходы которых через дифференциальные усилители и фильтры верхних частот подключены к измерительным приборам, отличающееся тем, что для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах используется магнитоупругий преобразователь с монолитным сердечником, состоящим из девяти вертикальных полюсов (А, В, С, D, Е, F, К, L, М) и общего основания, магнитопровод изготовлен таким образом, чтобы проекции полюсов А, В, С, D и Е, F, К, L на поверхность вала образовывали квадраты, в центре которых находится полюс М, на поверхности полюсов А, В, С, D, Е, F, К, L установлены магниторезисторы, образующие магниторезисторные мосты ABCD и EFKL, на полюсе М установлена обмотка возбуждения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008142332/28A RU2380667C1 (ru) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Устройство для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008142332/28A RU2380667C1 (ru) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Устройство для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2380667C1 true RU2380667C1 (ru) | 2010-01-27 |
Family
ID=42122225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008142332/28A RU2380667C1 (ru) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Устройство для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2380667C1 (ru) |
-
2008
- 2008-10-24 RU RU2008142332/28A patent/RU2380667C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4523067B2 (ja) | 回転機械用直接シャフト電力測定 | |
Zhu et al. | Magnetoelastic numerical analysis of permanent magnet synchronous motor including magnetostriction effects and harmonics | |
JP5814976B2 (ja) | 電流計測装置 | |
Somkun et al. | Effect of magnetostriction anisotropy in nonoriented electrical steels on deformation of induction motor stator cores | |
JPS6228413B2 (ru) | ||
Tsai et al. | Characteristics measurement of electric motors by contactless eddy-current magnetic coupler | |
RU2380667C1 (ru) | Устройство для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах | |
WO2010074357A3 (en) | Proton precession magnetometer sensor measurable in all direction | |
CN109459601A (zh) | 一种基于磁场梯度力的光纤光栅电流传感器 | |
KR20160052696A (ko) | 자기 변형 센서를 동작시키기 위한 방법 | |
JP2010127889A (ja) | フラックスゲート型磁気センサ | |
JPS599528A (ja) | トルクセンサ | |
US20140165741A1 (en) | Mechanical force components sensing system and an associated method thereof for a magnetically encoded device | |
JP5257811B2 (ja) | 高速反応及び低消費電流非接触直流電流センサ | |
JP5209994B2 (ja) | 渦電流センサ | |
RU2354942C1 (ru) | Устройство для измерения осевого усилия во вращающихся валах | |
Dahle | The pressductor and the torductor—Two heavy-duty transducers based on magnetic stress sensitivity | |
CN201508411U (zh) | 带有旁通磁路的变压器铁芯偏磁在线检测装置 | |
CN108037179A (zh) | 基于挤磁结构的铁磁性构件无损检测装置及其检测方法 | |
Xu et al. | Torque Measurement Technology by Using a Magnetostrictive Ring and Multiple Magnets. Actuators 2021, 10, 124 | |
JP2003315092A (ja) | 回転角センサとトルクセンサ | |
JP2000009557A (ja) | トルクセンサ | |
JPS62229038A (ja) | 応力測定装置 | |
JPS59107229A (ja) | トルク検出装置 | |
SU892242A2 (ru) | Устройство дл измерени крут щих моментов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111025 |