SU735938A1

SU735938A1 - Device for measuring shaft twist angle

Info

Publication number: SU735938A1
Application number: SU782591194A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Ковалевский; Алексей Васильевич Федотов
Original assignee: Омский политехнический институт
Priority date: 1978-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1980-05-25

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ЗАКРУЧИВАНИЯ ВАЛА(54) DEVICE FOR MEASURING THE ANGLE OF TURNING THE SHAFT

1one

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл бесконтактного измерени угла закручивани вала, а также мощности, потребл емой или отдаваемой вращающей его машиной.The invention relates to a measuring technique and can be used for contactless measurement of the angle of twist of the shaft, as well as the power consumed or given away by a rotating machine.

Известное устройство дл измерени угла закручивани вала, содержащее два индуктивных преобразовател , включающих жестко закрепленные на валу на рассто нии друг от друга вдоль оси кулачки и расположенные против них неподвижные сердечники с катущками, включенными в измерительные схемы, не обеспечивает требуемой точности 1.The known device for measuring the angle of twist of the shaft, containing two inductive converters, including rigidly mounted on the shaft at a distance from each other along the axis of the cams and stationary cores located opposite them with coils included in the measuring circuits, does not provide the required accuracy 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс устройство дл измерений угла закручивани вала, содержащее расположенные в двух контролируемых сечени х вала индуктивные преобразователи, катущки которых включены в измерительные схемы, запитанные от генератора 2.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a device for measuring the angle of twist of the shaft, containing inductive transducers located in two controlled sections of the shaft, the coils of which are included in the measuring circuits fed from the generator 2.

Такое устройство также имеет недостаточную точность и надежность из-за сложности настройки.Such a device also has insufficient accuracy and reliability due to the complexity of the settings.

Целью изобретени вл етс повышение точности и надежности в работе.The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability in operation.

Дл этого в предлагаемом устройстве индуктивные преобразователи выполнены в виде электропровод щих слоев, нанесенных на вал в контролируемых сечени х, и неподвижных сердечников с катущками, выполненных в виде схватывающих вал по дуге окружности полюсов, имеющих в развертке по образующей форму равнобедренных треугольников, при этом щирина электропроводных слоев выбрана больше щирины полюсов преобразовател на величину возможного осевого смещени вали, а. т женность полюсов по хорде равна прот женности электропроводных слоев.For this, in the proposed device, inductive converters are made in the form of electrically conducting layers deposited on a shaft in controlled sections, and fixed cores with coils made in the form of shaft gripping the shaft along an arc of a circle with poles forming the shape of isosceles triangles, while the width of the electrically conductive layers, more than the width of the transducer poles is chosen by the amount of possible axial displacement, a. the pole length along the chord is equal to the length of the electrically conductive layers.

На фиг. 1 изображена структурна схе; ма предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы сигналов; на фиг. 3 - FIG. 1 shows a structural scheme; MA of the proposed device; in fig. 2 timing charts of signals; in fig. 3 -

15 вид на устройство сбоку; на фиг. 4 - совмещенные развертки электропроводного сло и полюсов индуктивных преобразователей; на фиг. 5 развертка сечени вала с электропроводными сло ми.15 side view of the device; in fig. 4 - combined sweep of the electrically conductive layer and poles of inductive converters; in fig. 5 A scan of the cross section of the shaft with electrically conductive layers.

2020

Устройство дл измерени угла закручивани вала содержит индуктивные преобразователи 1, Г и 2, 2, их схемы включени 3 и 4, которые питаютс от генератора 5,A device for measuring the twist angle of the shaft contains inductive converters 1, D and 2, 2, their switching circuits 3 and 4, which are powered by generator 5,

алгебраический сумматор 6, пиковый детектор 7, выход которого подключен к вольтметру , и электропроводные слои 8 и 9, нанесенные на валу 10, причем прот женность покрытых и непокрытых участков вала по дуге окружности одинакова (см. фиг. 3 и 5).an algebraic adder 6, a peak detector 7, the output of which is connected to a voltmeter, and electrically conductive layers 8 and 9 deposited on the shaft 10, the length of the covered and uncovered sections of the shaft along the arc of a circle are the same (see Fig. 3 and 5).

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При вращении вала суммарные площади зазоров между электропроводными сло ми 8, 9 и полюсами индуктивных преобразователей 1, 1 и 2, 2 измен ютс по треугольному закону (см. фиг. 4). Это изменение преобразуетс в электрический сигнал при помощи индуктивных преобразователей 1, 1 и 2,2 и их схем включени 3 и 4, которые питаютс от общего генератора 5. Суммарна площадь S-t складываетс (дл первого сечени ) из St и Sj т.е. Si Si + Si, а 5г (дл второго сечени ) - из За и Si, т.е. Sa S2+S2 (см. фиг. 5 и 1). Далее электрические сигналы с выходов схем 3 и 4,включен преобразователей поступают на алгебраический сумматор, где происходит их вычитание.When the shaft rotates, the total areas of the gaps between the electrically conductive layers 8, 9 and the poles of the inductive converters 1, 1 and 2, 2 vary according to a triangular law (see Fig. 4). This change is converted into an electrical signal using inductive converters 1, 1 and 2.2 and their switching circuits 3 and 4, which are powered by a common generator 5. The total area S-t is added (for the first section) from St and Sj. Si Si + Si, and 5g (for the second section) from Za and Si, i.e. Sa S2 + S2 (see Fig. 5 and 1). Further, the electrical signals from the outputs of circuits 3 and 4, included converters are fed to the algebraic adder, where they are subtracted.

При отсутствии нагрузки на валу сигнал на выходе алгебраического сумматора 6 отсутствует . При по влении нагрузки происходит закручивание вала и, следовательно, сигналы УЗ и V4 со схемвключени поступают на алгебраический сумматор сдвинутыми на величину относительного перемещени электропроводных слоев. На выходе сумматора 6 по вл ютс сигналы Ve трапецеидальной формы. Амплитуда сигнала зависит только от величины угла закручивани вала и не зависит при этом от угла наклона образующих профилированныхIn the absence of a load on the shaft, the signal at the output of the algebraic adder 6 is absent. When a load appears, the shaft is twisted and, therefore, the ultrasonic and V4 signals from the switching circuit arrive at the algebraic adder shifted by the value of the relative displacement of the conductive layers. At the output of the adder 6, trapezoidal signals Ve appear. The amplitude of the signal depends only on the magnitude of the angle of twist of the shaft and does not depend on the angle of inclination of the forming profiled

735938735938

полюсов преобразователей, а также от частоты следовани сигналов (см. фиг. 2). Дл выделени амплитуды сигналы Ve с выхода алгебраического сумматора 6 поступают на пиковый детектор 7. Выходной сигнал пикового детектора Vy регистрируетс вольтметром ., ,, .,transducer poles, as well as the frequency of the signals (see Fig. 2). To extract the amplitude, the signals Ve from the output of the algebraic adder 6 are fed to the peak detector 7. The output signal of the peak detector Vy is recorded by a voltmeter.

VV

Claims

1. Frolov L. B. Torque measurement. M., Energie, 1967, p. 25

2. USSR author's certificate

No. 574639, cl. G 01 3/10, 1976 (prototype).

Phi.1

.five