SU1206634A1 - Magnetoelastic torque converter - Google Patents

Magnetoelastic torque converter Download PDF

Info

Publication number
SU1206634A1
SU1206634A1 SU843771973A SU3771973A SU1206634A1 SU 1206634 A1 SU1206634 A1 SU 1206634A1 SU 843771973 A SU843771973 A SU 843771973A SU 3771973 A SU3771973 A SU 3771973A SU 1206634 A1 SU1206634 A1 SU 1206634A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
magnetization
zero
shaft
ring
Prior art date
Application number
SU843771973A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сурен Акопович Манукян
Original Assignee
Ереванский политехнический институт им.К.Маркса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ереванский политехнический институт им.К.Маркса filed Critical Ереванский политехнический институт им.К.Маркса
Priority to SU843771973A priority Critical patent/SU1206634A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1206634A1 publication Critical patent/SU1206634A1/en

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

Изобретение относитс  к силоиз- мерительной технике и может быть использовано дл  измерени  крут щего момента, передаваемого вращающимс  валом.The invention relates to a load measuring technique and can be used to measure the torque transmitted by a rotating shaft.

Цель изобретени  - повышение точности за счет получени  фазомоду- лированного выходного сигнала.The purpose of the invention is to improve the accuracy by obtaining a phase-modulated output signal.

На фиг. 1 приведена конструктивна  схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2 - кольцевой участок; на фиг. 3 - функциональна  схема преобразовател ; на фиг. 4 - графики, по сн ющие принцип работы устройства.FIG. 1 shows the structural scheme of the proposed Converter; in fig. 2 - ring section; in fig. 3 - functional converter circuit; in fig. 4 - graphs explaining the principle of operation of the device.

. Магн 1тоупругий преобразователь крут щего момента содержит вал 1 в виде замкнутого магнитопровода с V-образными участками 2, чувствительными к деформации, и с вершинами 3, статор, состо щий из двух со- осных колец 4 и 5 с внутренними радиальными выступами 6, катушки 7 и 8 соответственно намагничивани  и измерени , неферромагнитное цилиндрическое основание 9 с выступами 10, фазосдвигающую цепь 11, нуль-органы. Magnetic torque converter contains shaft 1 in the form of a closed magnetic circuit with V-shaped sections 2 sensitive to deformation and with vertices 3, a stator consisting of two axial rings 4 and 5 with internal radial projections 6, coils 7 and 8, respectively, magnetization and measurement, non-ferromagnetic cylindrical base 9 with protrusions 10, phase-shifting circuit 11, null-bodies

12и 13, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, дифференцирующую цепь 15 и синхронный триггер 16. 12 and 13, an EXCLUSIVE or 14 logical element, a differentiating circuit 15 and a synchronous trigger 16.

Кольцо 4 состоит из кольцевых участков 17, установленных между выступами 10 неферромагнитного цилиндрического основани  9.Ring 4 consists of ring portions 17 installed between the projections 10 of the non-ferromagnetic cylindrical base 9.

Кольца 4 и 5 закреплены на торцах неферромагнитного полого цилиндрического основани  так, что плоскости , проход щие через ось вращени  вала и центры выступов одного кольца , дел т на две равные части участки между выступами другого кольца.The rings 4 and 5 are fixed at the ends of the non-ferromagnetic hollow cylindrical base so that the planes passing through the axis of rotation of the shaft and the centers of the projections of one ring are divided into two equal parts between the projections of the other ring.

Катушки 7 намагничивани  расположены на кольцевых участках 5 по окружности кольца и соединены между собой через один с образованием двух ветвей обмотки намагничивани . Одна ветвь подключена к источнику переменного напр жени  непосредственно, а друга  - через фазосдвигающую цепь 11.The magnetizing coils 7 are located on the ring sections 5 around the circumference of the ring and are interconnected through one with the formation of two branches of the magnetization winding. One branch is connected to the alternating voltage source directly, and the other via the phase-shifting circuit 11.

Измерительные катушки расположены на радиальных выступах кольца 5 и соединены между собой последовательно . На выходе измерительных катушек подключен нуль-орган 12. Нуль-органThe measuring coils are located on the radial protrusions of the ring 5 and are interconnected in series. At the output of the measuring coils connected null-body 12. Null-body

13подключен к обмотке намагничивани . Выходные сигналы нуль-органов 1213connected to the magnetize winding. Null Organ Output 12

и 13 поступают на входы логического элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 14. Выходной сигнал нуль-органа 1 2 после диф1206634and 13 arrive at the inputs of the logical element EXCLUSIVE OR 14. The output signal of the zero-organ 1 2 after diff 1202034

ференцировани  дифференцирующей цепью 15 поступает на синхронизирующий вход триггера 16. На информационный вход триггера 16 подаетс  , выходное напр жение логического элемента ИСЮ1ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14. Выходнойthe differentiation circuit 15 is fed to the synchronization input of the trigger 16. The information input of the trigger 16 is supplied, the output voltage of the logic element of the SUCKETTING OR 14. The output

10ten

1515

2020

импульс g. используетс  в качестве опорного импульса, относительно которого измер етс  фазовый сдвиг выходного сигнала.momentum g. is used as a reference pulse against which the phase shift of the output signal is measured.

На графиках (фиг. 4) обозначены магнитодвижущие силы Рд , F ветвей обмотки намагничивани ; составл ющие магнитного потока - о,, , протекающего через сердечник измерительной катушки при отсутствии крут щего момента-, составл ющие магнитного потока р, , V , протекаю- (щего через сердечник измерительной катушки при действии крут щего момента , выходные (опорные) импульсы и„д нуль-органа 12, выходные импульсы UKQ,, нуль-органа 13, выходные импульсы Цд, логического элемента, 25 выходные импульсы дифференцирующей цепи 15, выходные импульсы вых преобразовател , длительность KOTopbDt равна фазовому сдвигу Зр между импульсами, когда Р 0 (опорный) и Р О, напр жение U на выходе триггера, определ ющее знак крут щего момента.The plots (Fig. 4) show the magneto-motive forces RD, F of the magnetizing winding branches; magnetic flux components - o ,, flowing through the core of the measuring coil in the absence of torque; components of the magnetic flux p, V; flowing (through the core of the measuring coil under the action of torque, output (reference) pulses and “D zero-organ 12, output pulses UKQ ,, zero-organ 13, output pulses CD, logic element, 25 output pulses of the differentiating circuit 15, output pulses of the output converters, the duration KOTopbDt is equal to the phase shift Зр between pulses, when P 0 (reference ) O P, the voltage U at the output of the flip-flop defining the sign of torque.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При отсутствии крут щего момента (), когда точки а, Ь, с, d, е наход тс  под выступами колец ста- , тора (фиг. 2), магнитодвижущие силы Рд и Р/У2 создают магнитный поток через участок сердечника измерительной катущки (фиг. 2). Этот поток содержит две составл ющие (фиг. 4) Результирующий магнитный поток через участок de определ етс  разностью 9д, и Ф .In the absence of torque (), when the points a, b, c, d, e are under the protrusions of the stator and torus rings (Fig. 2), the magneto-motive forces Rd and P / U2 create magnetic flux through the core portion of the measuring coil ( Fig. 2). This flux contains two components (Fig. 4). The resulting magnetic flux through the region de is determined by the difference 9d and Φ.

В момент cot, , когда F.At the moment cot, when F.

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

W1 W1

F F

MZMz

магнитные потоки Ф, и Ф равны, магнитный поток через сердечник измерительной катушки равен нулю. В этот момент нулевые органы на выходах выдают импульсы U „Q, и (фиг. 4), фазовый сдвиг между которыми равен нулю. Вьгходное напр жениеthe magnetic fluxes f, and f are equal, the magnetic flux through the core of the measuring coil is zero. At this moment, the zero organs at the outputs give out pulses U „Q, and (Fig. 4), the phase shift between which is zero. Starting voltage

вы X - л о . you are X - l o.

При действии крут щего момента (Мт О) магнитна  проницаемость V-об- разных участков вала измен етс , причем в направлени х, в которых |вал испытывает деформацию сжати Under the action of the torque (Mt O), the magnetic permeability of the V-shafts of the shaft changes, and in the directions in which the | shaft experiences compression deformation

5five

00

импульс g. используетс  в качестве опорного импульса, относительно которого измер етс  фазовый сдвиг выходного сигнала.momentum g. is used as a reference pulse against which the phase shift of the output signal is measured.

На графиках (фиг. 4) обозначены магнитодвижущие силы Рд , F ветвей обмотки намагничивани ; составл ющие магнитного потока - о,, , протекающего через сердечник измерительной катушки при отсутствии крут щего момента-, составл ющие магнитного потока р, , V , протекаю- (щего через сердечник измерительной катушки при действии крут щего момента , выходные (опорные) импульсы и„д нуль-органа 12, выходные импульсы UKQ,, нуль-органа 13, выходные импульсы Цд, логического элемента, 5 выходные импульсы дифференцирующей цепи 15, выходные импульсы вых преобразовател , длительность KOTopbDt равна фазовому сдвигу Зр между импульсами, когда Р 0 (опорный) и Р О, напр жение U на выходе триггера, определ ющее знак крут щего момента.The plots (Fig. 4) show the magneto-motive forces RD, F of the magnetizing winding branches; magnetic flux components - o ,, flowing through the core of the measuring coil in the absence of torque; components of the magnetic flux p, V; flowing (through the core of the measuring coil under the action of torque, output (reference) pulses and “D zero-organ 12, output pulses UKQ ,, null-organ 13, output pulses CD, logic element, 5 output pulses of the differentiating circuit 15, output pulses of the output converters, duration KOTopbDt is equal to the phase shift Зр between pulses, when P 0 (reference ) and P 0 is the voltage U at the output of the trigger, which determines the sign of the torque.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При отсутствии крут щего момента (), когда точки а, Ь, с, d, е наход тс  под выступами колец ста- , тора (фиг. 2), магнитодвижущие силы Рд и Р/У2 создают магнитный поток через участок сердечника измерительной катущки (фиг. 2). Этот поток содержит две составл ющие (фиг. 4) Результирующий магнитный поток через участок de определ етс  разностью 9д, и Ф .In the absence of torque (), when the points a, b, c, d, e are under the protrusions of the stator and torus rings (Fig. 2), the magneto-motive forces Rd and P / U2 create magnetic flux through the core portion of the measuring coil ( Fig. 2). This flux contains two components (Fig. 4). The resulting magnetic flux through the region de is determined by the difference 9d and Φ.

В момент cot, , когда F.At the moment cot, when F.

00

5five

00

5five

00

5five

W1 W1

F F

MZMz

магнитные потоки Ф, и Ф равны, магнитный поток через сердечник измерительной катушки равен нулю. В этот момент нулевые органы на выходах выдают импульсы U „Q, и (фиг. 4), фазовый сдвиг между которыми равен нулю. Вьгходное напр жениеthe magnetic fluxes f, and f are equal, the magnetic flux through the core of the measuring coil is zero. At this moment, the zero organs at the outputs give out pulses U „Q, and (Fig. 4), the phase shift between which is zero. Starting voltage

вы X - л о . you are X - l o.

При действии крут щего момента (Мт О) магнитна  проницаемость V-об- разных участков вала измен етс , причем в направлени х, в которых |вал испытывает деформацию сжати Under the action of the torque (Mt O), the magnetic permeability of the V-shafts of the shaft changes, and in the directions in which the | shaft experiences compression deformation

(участки bd и се), магнитна  прониаемость уменьшаетс , а в направлени х деформации раст жени  - увелииваетс  (участки ad и be). Магнитные сопротивлени  участков bd и се увеличиваютс , а участков ad и be - уменьшаютс . В результате этого агнитньш поток Ф,,, увеличиваетс , а Фо2 уменьшаетс  (фиг. 4). В этом сшучае результирующий магнитный fioTOK становитс  равным нулю в мо- KeHTCOtj и на выходе нуль-органа 13 импульс и (02 по вл етс  в момент Cdt . На выходе логического элемента получают импульсы U,,, Цд. , длительность которых равна (, {fp. Фаза выходного импульса равна tfp, чем больше крут щий момент, тем больше tfp . Одновременно в момент k)t, сигнал LF jy поступает на инфор06634(areas bd and ce), the magnetic permeability decreases, and in the directions of deformation, the tension increases (areas ad and be). The magnetic resistances of the bd and ce sections increase, while the ad and be sections decrease. As a result, the traffic flux F ,,, increases, and Fo2 decreases (Fig. 4). In this case, the resulting magnetic fioTOK becomes equal to zero in the mono-KeHTCOtj and at the output of the zero-organ 13 a pulse and (02 appears at the moment of Cdt. At the output of the logic element, pulses are U ,,, CD. Whose duration is equal to (, { fp. The output pulse phase is equal to tfp, the greater the torque, the greater the tfp. At the same time, at the moment k) t, the signal LF jy arrives at 06634

мационпьш вход триггера 16. На синхронизирующий вход триггера поступает дифференцированный сигнал Удц. В триггере записываетс  информаци  5 и и (фиг. 4), равна  единице. Это означает, что знак .крут щего момента положительный.The trigger input is set to 16. A trigger signal is received at the trigger trigger input. In the trigger, information 5 is recorded and, and (FIG. 4), is equal to one. This means that the sign of the torque is positive.

Остальные участки магнитопровода работают аналогичным образом.The remaining sections of the magnetic circuit work in a similar way.

При изменении знака крут щего момента на 180° измен етс  фаза магнитного потока, протекающего через сердечник измерительной катушки. В этом случае на выходе логическогоWhen the sign of the torque changes by 180 °, the phase of the magnetic flux flowing through the core of the measuring coil changes. In this case, the output of the logical

элемента сигнал.., получают вsignal element .., get in

моменты cot,,. импульсов суmoments cot ,,. impulses su

Длительность выходныхWeekend duration

Ч, H,

На выходе триггера устанавливаетс  нулевой сигнал. Это означает, что знак крут щего мо- мента отрицательный.A zero signal is set at the trigger output. This means that the torque sign is negative.

0ati0ati

Claims (1)

МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий вал. в виде замкнутого магнитопровода с коаксиальными V-образными участками, находящимися на разных плоскостях, кольцевой статор в виде двух соосных колец с радиальными внутренними выступами в количестве, равном числу вершин вала, расположенных на торцах полого цилиндрического неферромагнитного основания так, что плоскости, проходящие через ‘ось вращения вала и центры выступов одного кольца делят на две равные части участки между выступами другого кольца, и обмотки намагничивания и измерения, отличающий-, с я тем, что, с целью повышения точности за счет получения фазомодулированного выходного сигнала, он снабжен схемой измерения, состоящей из двух нуль-органов, логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и синхронного триггера, а статор собран из кольцевых участков, расположенных между внутренними выступами нефер- . ромагнитного основания, катушки намагничивания установлены по окружности и соединены между собой через одну с образованием двух обмоток намагничивания, одна из которых подключена к источнику переменного напряжения непосредственно, а другая через фазосдвигающую цепь, причем первый нуль-орган подключен к обмоткам намагничивания, второй - к обмотке измерения, а их выходы - к входам логического элемента, выход которого подключен к информационному входу триггера, синхронизирующий вход которого через дифференцирующую цепь соединен с выходом первого ^нуль-органа.MAGNETOELASTIC TORQUE CONVERTER comprising a shaft. in the form of a closed magnetic circuit with coaxial V-shaped sections located on different planes, an annular stator in the form of two coaxial rings with radial internal protrusions in an amount equal to the number of shaft vertices located at the ends of the hollow cylindrical non-ferromagnetic base so that the planes passing through the axis of rotation of the shaft and the centers of the protrusions of one ring are divided into two equal parts between the protrusions of the other ring, and the magnetization and measurement windings, characterized in that, in order to increase the accuracy STI by obtaining the phase-modulated output signal is provided with a measuring circuit consisting of two zero-bodies, the exclusive OR logic element and a synchronous trigger and a stator is assembled from ring portions disposed between the inner lugs nefer-. the magnetic base, the magnetization coils are installed around the circumference and are interconnected through one with the formation of two magnetization windings, one of which is connected directly to the AC voltage source, and the other through a phase-shifting circuit, the first zero-organ connected to the magnetization windings, the second to the winding measurements, and their outputs - to the inputs of the logic element, the output of which is connected to the information input of the trigger, the synchronizing input of which is connected to the output through a differentiating circuit m of the first ^ null organ. SU , 1206634SU (I , 1206634
SU843771973A 1984-07-18 1984-07-18 Magnetoelastic torque converter SU1206634A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843771973A SU1206634A1 (en) 1984-07-18 1984-07-18 Magnetoelastic torque converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843771973A SU1206634A1 (en) 1984-07-18 1984-07-18 Magnetoelastic torque converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1206634A1 true SU1206634A1 (en) 1986-01-23

Family

ID=21131215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843771973A SU1206634A1 (en) 1984-07-18 1984-07-18 Magnetoelastic torque converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1206634A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1000797, кл. G 01 L 1/12. Авторское свидетельство СССР №. 1117467, кл. G 01 L 1/12, 05.08.83. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5708216A (en) Circularly magnetized non-contact torque sensor and method for measuring torque using same
US4506554A (en) Magnetoelastic torque transducer
KR860001339A (en) Non-contact torque sensor
US4873874A (en) Magnetoelastic torque transducer
US4106334A (en) Torque transducer with closely coupled primary windings
SU1206634A1 (en) Magnetoelastic torque converter
US3061805A (en) Signal generator
CA1073080A (en) Device for generating electrical pulses in response to shaft rotation
SU1117467A1 (en) Magnetoelastic torque pickup
JPH04191630A (en) Magnetostriction type torque sensor
US3544939A (en) Electrical pickoff
SU553490A1 (en) Torque measuring device
RU2031358C1 (en) Strain-measuring device
JPS6050429A (en) Torque sensor
SU1191956A1 (en) Converter for contactless transmission of electric signals which change slowly from rotating object
RU1778559C (en) Magnetoelastic force transducer
SU1615585A1 (en) Magnetoelastic pressure transducer
US2554246A (en) Magnetic pickup device
RU2017059C1 (en) Differential inductive sensor of movements
Barton et al. Industrial torque measurement using magneto-strictive torquemeters
SU690388A1 (en) Barkhausen effect-based tachometer
JPS5923609U (en) Cylinder position detection device
SU408373A1 (en) ELECTROMAGNETIC RECORDER DEVICE
SU551566A1 (en) Angular acceleration sensor
SU421579A1 (en) NON-CONTACT MEASURING DRIVE SCREW SCREEN