SU748152A1 - Apparatus for measuring rotating shaft loading characteristics - Google Patents
Apparatus for measuring rotating shaft loading characteristics Download PDFInfo
- Publication number
- SU748152A1 SU748152A1 SU772507495A SU2507495A SU748152A1 SU 748152 A1 SU748152 A1 SU 748152A1 SU 772507495 A SU772507495 A SU 772507495A SU 2507495 A SU2507495 A SU 2507495A SU 748152 A1 SU748152 A1 SU 748152A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- shaft
- measuring
- coils
- disks
- sector
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения крутящего момента, скорости вращения контролируемого вала и мощности, передаваемой валом .The invention relates to measuring equipment and is intended to measure the torque, rotation speed of the controlled shaft and the power transmitted by the shaft.
Известное устройство для измерения характеристик нагруженности вращающегося вала, содержащее фотоэлектрический преобразователь угла закручивания вала в длительность электрических импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости вращения вала , электронный блок и регистратор, не обеспечивает требуемой чувствительности и. точности измерения [1].A known device for measuring the characteristics of the load of a rotating shaft, containing a photoelectric transducer of the angle of rotation of the shaft into the duration of electrical pulses, the repetition rate of which is proportional to the speed of rotation of the shaft, the electronic unit and the recorder does not provide the required sensitivity and. measurement accuracy [1].
Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для измерения характеристик нагруженности вращающегося вала, содержащее нониусный преобразователь угла скручивания вала в электрический сигнал в виде двух рядом расположенных нониусных зубчатых дисков, жестко связанных с крайними сечениями базового участка контролируемого вала, и датчика угла скручивания вала, датчик скорости вращения вала, измерительную схему, устройство индикации и источник питания [2].The closest in technical essence to this invention is a device for measuring the characteristics of the load of a rotating shaft, containing a vernier transducer angle of twisting of the shaft into an electrical signal in the form of two adjacent nonius gear disks rigidly connected to the extreme sections of the base section of the controlled shaft, and a shaft twist angle sensor , shaft rotation speed sensor, measuring circuit, indicating device and power supply [2].
Недостатком такого устройства является низкая точность измерения из-за влияния технологических погрешностей изготовления нониусных дисков, вибрации вала, изгибйых колебаний и эксцентриситета.The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurement due to the influence of technological errors in the manufacture of vernier discs, shaft vibration, bending vibrations and eccentricity.
Цель изобретения — повышение точности измерения.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.
Указанная цель в устройстве по настоящему изобретению достигается за счет того, что датчик угла скручивания вала выполнен в виде индуктивного датчика перемещения муаровых полос, катушка возбуждения которого выполнена в виде сплошного кольца, расположенного концентрично валу с одной стороны нониусных дисков, с другой стороны которых расположены измерительные обмотки. Последние представляют собой секторные катушки, диаметрально противоположные секторы которых включены встречно, а все пары секторных катушек включены последовательно и согласно. Общий выход секторных катушек соединен со входом измерительной схемы, а число пар секторных катушек равно числу муаровых полос зубчатых.дисков.This goal in the device of the present invention is achieved due to the fact that the shaft twist angle sensor is made in the form of an inductive moire strip displacement sensor, the excitation coil of which is made in the form of a continuous ring located concentrically to the shaft on one side of the vernier discs, on the other side of which there are measuring windings. The latter are sector coils, the diametrically opposite sectors of which are included in the opposite direction, and all pairs of sector coils are connected in series and in accordance. The total output of the sector coils is connected to the input of the measuring circuit, and the number of pairs of sector coils is equal to the number of moire bands of the gear disks.
На фиг„1 показан исследуемый вал с измерительными обмотками и зубчатыми дисками, продольный раз,рез; на фиг.2 — блок-схема устройства; на фиг.З — диаграмма работы.In Fig. 1 shows the test shaft with measuring windings and gear discs, longitudinal time, cut; figure 2 is a block diagram of a device; in Fig.Z is a diagram of the work.
Устройство для измерения характеристик нагруженности вращающегося ьала 1 (фиг.1 и 2) содержит жестко связанные с крайними сечениями базового участка вала, рядом расположенные, нониусные зубчатые диски 2 и 3 с отверстиями 4, выполненные по окружности дисков концентрично оси вала, причем диаметр отверстий в диске 2 значительно больше, чем в диске 3.A device for measuring the load characteristics of a rotating shaft 1 (Figs. 1 and 2) contains rigidly connected with extreme sections of the base section of the shaft, adjacent, vernier gear disks 2 and 3 with holes 4, made around the circumference of the disks concentrically to the axis of the shaft, and the diameter of the holes in drive 2 is much larger than drive 3.
Благодаря тому, что зубчатые диски 2 и 3 имеют различное число зубцов, сопряжение их радиальных растров дает нониусную муаровую картину, которая обладает следующим свойством — малому угловому перемещению зубчатых дисков относительно друг друга соответствует значительное перемещение муаровых полос, определяемое коэффициентом редукции. Количество муаровых полос таких дисков определяется соотношением числа зубцов и в каждом отдельном случае выбирается из конкретных конструктивных признаков. Важным преимуществом нониусного сопряжения радиальных растров является линейный характер зависимости углового перемещения муаровых полос от угла взаимного разворота зубчатых дисков.Due to the fact that the gear disks 2 and 3 have a different number of teeth, the conjugation of their radial rasters gives a vernier moire pattern, which has the following property - a small angular displacement of the gear disks relative to each other corresponds to a significant movement of the moire bands, determined by the reduction coefficient. The number of moiré stripes of such discs is determined by the ratio of the number of teeth, and in each case is selected from specific design features. An important advantage of the vernier conjugation of radial rasters is the linear nature of the dependence of the angular displacement of the moire fringes on the angle of mutual rotation of the gear discs.
Сплошная кольцевая катушка возбуждения 5, расположенная со стороны диска 2 напротив зубцов и отверстий в дисках, служит для создания переменного- электромагнитного поля в зазоре между дисками. Со стороны диска 3 расположены измерительные катушки б датчика скорости вращения вала и измерительные секторные катушки 7 датчика информации о перемещении муаровых полос. Диаметрально противоположные секторы измерительных катушек 7 включены встречно, а все пары секторных катушек включены последовательно и согласно, причем число пар секторных катушек равно числу муаровых полос зубчатых дисков. Выходы измерительных катушек через формирователи 8 и 9 связаны со входами измерительной схемы 10, выход которой соединен с устройством индикации 11. Источник 12 переменного тока служит для запитывания кольцевой катушки возбуждения 5 и измерительной схемы,,A continuous ring drive coil 5, located on the side of the disk 2 opposite the teeth and holes in the disks, serves to create an alternating electromagnetic field in the gap between the disks. On the side of the disk 3 there are measuring coils b of the shaft speed sensor and measuring sector coils 7 of the moire strip movement information sensor. The diametrically opposite sectors of the measuring coils 7 are turned on in the opposite direction, and all pairs of sector coils are connected in series and in accordance with the fact that the number of pairs of sector coils is equal to the number of moire bands of the gear discs. The outputs of the measuring coils through the shapers 8 and 9 are connected to the inputs of the measuring circuit 10, the output of which is connected to the indicating device 11. The AC source 12 is used to power the annular excitation coil 5 and the measuring circuit,
Выполнение отверстий в диске 2 большего диаметра, чем в диске 3 позволяет исключить влияние скручивания вала на датчик информации о скорости вращения.The holes in the disk 2 of a larger diameter than in the disk 3 eliminates the influence of shaft twisting on the speed information sensor.
Устройство работает следующим .образом. При запитывании катушки возбуждения 5 переменным током от источника 12 в зазоре между дисками 2 и 3 возбуждается переменное электромагнитное поле. Это поле частично экранируется плоскостями металлических дисков и при вращении вала на выходе измерительных катушек 6 датчика скорости вращения появляется амплитудно-модулированное напряжение, максимумы которого приходятся на момент совпадения сквозных отверстий дисков с катушками 6. Это напряжение поступает на формирователь 9, с выхода которого импульсы с периодом следования Т (фиг.З), пропорциональным скорости вращения вала, подаются на измерительную схему 10. Так как измерительные секторные катушки 7 охватывают ряд щелей дисков 2 и 3, то выходное напряжение с этих катушек представляет собой также амплитудно-модулированное колебание с максимумом, приходящимся на момент совпадения прозрачной части муаровых полос,с одной из секторных катушек. Эти сигналы поступают на вход формирователя 8, выход которого соединен со входом измерительной схемы 10. При отсутствии нагрузки на валу 1 устройство фазируется таким образом, чтобы на выходе схемы 10 сигнал, несущий информацию о крутящем моменте, был равен нулю. При нагружении исследуемого вала зубчатые диски развернутся на некоторый угол, пропорциональный величине крутящего момента. При этом импульсы υη на выходе формирователя 8 займут другое временное расположение относительно импульсов с формирователя 9, которые не изменяют своего временного расположения и используются в качестве опорных.На выходе измерительной схемы появится сигнал , длительность t которого пропорциональна перемещению муаровых полос и, соответственно, величине крутящего момента. Измеренные значения крутящего момёнта, скорости вращения вала и мощности, передаваемой валом, подается на устройство индикации 11.The device operates as follows. When energizing the excitation coil 5 with alternating current from the source 12, an alternating electromagnetic field is excited in the gap between the disks 2 and 3. This field is partially shielded by the planes of the metal disks and when the shaft rotates, an amplitude-modulated voltage appears at the output of the measuring coils 6 of the rotation speed sensor, the maximums of which occur at the moment of the through holes of the disks coinciding with the coils 6. This voltage is supplied to the former 9, from which pulses with the follow-up period T (FIG. 3), proportional to the shaft rotation speed, is supplied to the measuring circuit 10. Since the measuring sector coils 7 cover a number of slots of the disks 2 and 3, t The output voltage from these coils is also an amplitude-modulated oscillation with a maximum occurring at the moment the transparent part of the moire bands coincides with one of the sector coils. These signals are fed to the input of the shaper 8, the output of which is connected to the input of the measuring circuit 10. If there is no load on the shaft 1, the device is phased so that the output of the torque information at the output of the circuit 10 is zero. When loading the test shaft, the gear discs will unfold at a certain angle proportional to the magnitude of the torque. In this case, the pulses υ η at the output of the shaper 8 will take a different temporal location relative to the pulses from the shaper 9, which do not change their temporal location and are used as a reference. At the output of the measuring circuit, a signal appears whose duration t is proportional to the movement of the moire bands and, accordingly, the value torque. The measured values of the torque, shaft rotation speed and power transmitted by the shaft are supplied to the indicating device 11.
Такое выполнение катушек датчика информации о перемещении муаровых полос и включение диаметрально противоположных секторов измерительных катушек встречно, а всех пар секторных катушек последовательно и согласно позволяет снимать информацию о взаимном расположении дисков по всей окружности дисков одновременно, благодаря чему в полной мере проявляется интегральный эффект усреднения технологических погрешностей изготовления дисков, к тому же это позволяет в значительной мере ослабить влияние механи5 ческих шумов, таких как вибрация вала,изгибные колебания вала и эксцентриситет .This embodiment of the coils of the sensor of information on the movement of the moire bands and the inclusion of diametrically opposite sectors of the measuring coils are opposite, and all pairs of sector coils sequentially and according to allow you to remove information about the relative position of the disks around the entire circumference of the disks at the same time, due to which the integral effect of averaging technological errors is fully manifested manufacture of discs, in addition, this can significantly reduce the effect of mechanical noise, such as vibration ala, bending vibrations of the shaft and the eccentricity.
Использование устройства позволяет повысить точность' измерения параметров нагруженности вращающегося 5 вала при работе в средах с малым коэффициентом прозрачности.Using the device allows to increase the accuracy of the measurement of the load parameters of the rotating 5 shaft when working in environments with a low transparency coefficient.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772507495A SU748152A1 (en) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | Apparatus for measuring rotating shaft loading characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772507495A SU748152A1 (en) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | Apparatus for measuring rotating shaft loading characteristics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU748152A1 true SU748152A1 (en) | 1980-07-15 |
Family
ID=20717990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU772507495A SU748152A1 (en) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | Apparatus for measuring rotating shaft loading characteristics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU748152A1 (en) |
-
1977
- 1977-07-14 SU SU772507495A patent/SU748152A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0490685B1 (en) | A rotary encoder | |
US4172994A (en) | Electro-optic apparatus for measuring the speed of angular rotation of one body relative another using moire patterns | |
US3194065A (en) | Digital vernier torquemeter | |
US3800423A (en) | Method and apparatus for measuring pitch or indexing errors in toothed members | |
SU748152A1 (en) | Apparatus for measuring rotating shaft loading characteristics | |
US3484686A (en) | Tachometer for a d.c. motor utilizing an auxiliary pair of brushes | |
SU1023194A1 (en) | Transducer for measuring displacements of shaft axis | |
US3131561A (en) | Flow measuring device | |
GB2123962A (en) | Electronic tachometer for vehicles having different tyre diameters | |
SU802808A1 (en) | Digital coding device for weighing apparatus | |
SU853373A1 (en) | Device for checking kinematic error of gear train | |
RU1835383C (en) | Appliance for formation and registration of track parameters for mining lift control | |
SU1232967A1 (en) | Device for measuring torque | |
SU328774A1 (en) | ||
RU2122742C1 (en) | Magneto-inductive transmitter of rotational speed | |
SU996876A1 (en) | Device for measuring torque | |
SU979907A1 (en) | Device for measuring torque | |
SU577413A1 (en) | Device for measuring parameters of rotating shaft | |
SU815632A1 (en) | Device for contact-free measurement of rotational speed | |
RU1802302C (en) | Dual-channel rotating-shaft torque pickup | |
SU607144A1 (en) | Shaft rotational velocity sensor | |
SU809303A1 (en) | Device for determining shaft angular position-to-code converter error | |
RU2265809C1 (en) | Method of measuring torque | |
SU773848A1 (en) | Linear displacement sine-cosine sensor | |
SU1060935A1 (en) | Angular displacement pickup |