SU708183A1 - Устройство дл измерени крут щего момента - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области силоизмерительной техники и может быть использовано при измерении крут щего момента бесконтактным методом.

Известно устройство дл  измерени  крут щего момента на валу, содержащее два закрепленных на концах базового участка вала зубчатых ротора, зубчатый статор, св занный с валом посредством подшипников, датчик считывани  меток и привод независимого вращени  статора 1. Такое устройство не обеспечивает требуемой надежности при работе в агрессивных средах ввиду незащищенности обмоток датчиков.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  крут щего момента, содержащее торсион, на концах которого закреплены два измерите тьных диска с равномерными метками на периферии, промежуточный цилиндр, наход щийс  между датчиком считывани  меток и измерительными дисками , привод независимого вращени  промежуточного цилиндра 2.

Недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерени  при высокой надежности работы в агрессивных средах за счет возможности размещени  датчика в герметичном корпусе.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений при обеспечении высокой надежности работы в агрессивных средах .

Указанна  цель в предлагаемом устройстве достигаетс  за счет того, что промежуточный цилиндр выполнен из четырех ферромагнитных колец с равномерными метками на внутренней поверхности, расположенных попарно напротив измерительных дисков и св занных между собой немагнитными втулками , причем число меток ферромагнитных колец кратно числу меток измерительных дисков и в каждой паре одно ферромагнитное кольцо развернуто на половину щага меток измерительного диска, а магнитна  система датчика считывани  меток выполнены в виде двух Н-образных .магнитопроводов, св занных одними концами с посто нным магнитом, и четырех кольцевых бащмаков, прикрепленных к другим концам Н-образных магнитопроводов и охватывающих по отдельности

промежуточный цилиндр в местах расположени  ферромагнитных колец.

Предложенное устройство представлено на чертеже.

Устройство дл  измерени  крут щего момента содержит торсион 1 с жестко св занным с ним удлинителем 2, выполненным в виде цилиндрической втулки. На концы вала (торсиона) 1 и удлинител  2 жестко установлены измерительные диски 3 и 4. Торсион с измерительными дисками установлен на подшипниках 5 и 6. Измерительные диски имеют между собой магнитную св зь либо через магнитопровод щий торсион , либо непосредственно через сами измерительные диски 4 и 3. Измерительные диски 3 и 4 охвачены промежуточным немагнитным цилиндром 7, армированным четырьм  ферромагнитными кольцами 8, 9, 10, 11 с метками, которые наход тс  на рассто нии кольцевых башмаков 12, 13, 14 и 15, соответственно состыкованных с кольцевыми наконечниками 16, 17, 18, 19 Н-образных магнитопроводов датчика. При этом на перемычках Н-образных магнитопроводов намотаны сигнальные обмотки 20 и 21. Полюсные наконечники 22, 23 присоединены к северному полюсу N посто нного магнита 24, а полюсные наконечники 25 и 26 присоединены к южному полюсу S посто нного магнита . Ферромагнитные кольца 9 и 11 наход тс  в одинаковом относительно измерительных меток дисков геометрическом положении , а кольца 8 и 10 соответственно смеш ,ены по углу на полшага меток этих же измерительных дисков 3 и 4. Промежуточный цилиндр 7 установлен на подшипниках 27, 28 и может быть приведен во вращение посредством зацеплени  (или другой св зи) его зубцов 29 с зубцами колеса 30 дополнительного привода, св занного с валом 31.

Работа устройства происходит следующим образом.

При относительном взаимном вращении торсиона 1 с измерительными дисками 3 и 4 и промежуточного цилиндра 7 с ферромагнитными кольцами 8, 9 и 10, 11 происходит изменение магнитной проводимости измерительных меток дисков-ферромагнитных колец . В частном случае это может быть изменение магнитной проводимости зубцов измерительных дисков и ферромагнитных колец . Так как изменение магнитного пол  в зазоре каждого измерительного диска с ферромагнитными кольцами происходит во времени чередованием на каждом полушаге измерительных меток, то магнитный поток полюсов посто нного магнита 22 в данный момент проходит по тем ветв м магнитной цепи, в которых наибольша  магнитна  проводимость . Так как магнитна  цепь датчика выполнена по мостовым схемам, диагонал ми которых  вл ютс  перемычки Н-образных магнитопроводов с обмотками 20 и 21, то эти изменени  магнитных потоков сопровождаютс  наведением ЭДС в этих обмотках с электрическим сдвигом фазы, пропорциональным величине механического угла

закручивани  торсиона, соответствующего измер емому моменту. Посмотрим процесс наведени  ЭДС конкретно в одной из обмоток датчика. Пусть промежуточный цилиндр 7 неподвижен, а вращаетс  торсион с измерительными дисками. Когда, например , измерительна  метка (зуб) диска 3 находитс  на уровне измерительной метки ферромагнитного кольца 8 и между измерительными метками ферромагнитного кольца 9, тогда наибольша  проводимость магнитного потока будет через полюсный наконечник 16 и кольцевой башмак 12. Так как на стороне полюсного наконечника 17 магнитное сопротивление больше, часть магнитного потока с полюсного наконечника 23 пройдет через обмотку 20 в сторону полюсного наконечника 16, и в этот момент наведетс  ЭДС например положительной пол рности , а когда измерительный диск повернетс  еще на величину половины зубцового шага, тогда максимальна  магнитна  проводимость будет в ветви, состо щей из полюсного наконечника 17, кольцевого башмака 13, ферромагнитного кольца 9, и поэтому часть магнитного потока с полюсного наконечника 22 перейдет через перемычку с обмоткой 20 на сторону полюсного наконечника 17 и приведет к изменению направлени  ЭДС и формированию импульса отрицательной ее пол рности. Далее цикл изменени  ЭДС повторитс  таким же образом. Аналогично работает и права  сторона датчика с обмоткой 21, только лищь с той разницей сдвига фазы между сигналами, котора  зависит от угла закручивани  торсиона 1.

Принцип действи  устройства остаетс  таким же и в вращени  промежуточного цилиндра при неподвижном торсионе.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  крут щего момента , содержащее торсион, на концах которого закреплены два измерительных диска с равномерными метками на периферии, промежуточный цилиндр, наход щийс  между датчиком считывани  меток и измерительными дисками, привод независимого вращени  промежуточного цилиндра, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений при обеспечении высокой надежности работы в агрессивных средах, промежуточный цилиндр выполнен из четырех ферромагнитных колец с равномерными метками на внутренней поверхности, расположенных попарно напротив измерительных дисков и св занньах между собой немагнит