SU970146A1 - Измеритель крут щих моментов - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению крутящих моментов различных механизмов и устройств.

Известны фотоэлектрические измерители крутящих моментов [1] и (2].

Однако эти измерители имеют сложную конструкцию и не обеспечивают' необходимую точность измерения.

Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности измеритель крутящих моментов состоит из вала, на котором при помощи болтов крепятся ‘ две расположенные в корпусе втул- « ки (расстояние между болтами определяет базу упругого элемента). На , торцах втулок жестко закреплены растровые диски, служащие для преобразования угла поворота. По одну сторону растровых дисков установлены источники света, а по другую - фото· приемники. О величине крутящего мог мента судят по перекрытию щелей дисков [3].

Недостатком этого измерителя является низкая точность измерения за счет нелинейности зависимости фототока от угла поворота и непостоянства зазора между растровыми дисками.

Цель изобретения - повышение точ,ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе крутящих моментов, содержащем корпус,’в котором размещены упругий элемент с преобразователем его угловой деформации, источник света, по ходу луча которого расположен фотоприемник, связанный с регистрирующим блоком, в преобразователь угловой деформации введены объектив, полупрозрачное и отражающее зеркала и у/ -образное зеркало, которое расположено в средней части упругого элемента и выполнено с взаимно перпендикулярными гранями, линия пересечения его боковых граней совпадает с нейтральной осью упругого элемента и перпендикулярна оптической оси объектива и фотоприемника, а между ^-образным зеркалом и объективом симметрично под углом 45° к оптической оси объектива установлены параллельно друг другу полупрозрачное . и отражающее зеркала, в качестве источника света использован лазер.

Кроме того, боковые грани W -образного зеркала по ширине в 1,530 '2 раза превышают ширину двух соседних граней.

На фиг.1 изображен измеритель, общий вид; на фиг.2 - то же, структурная схем.а.

Измеритель содержит корпус 1, в котором расположен упругий элемент 2 в виде торсионного вала,, один конец которого жестко соединен с корпусом 1, а другой имеет одну степень свободы. Упругий элемент 2 в средней части снабжен ^-образным зеркалом 3, все 'четыре отражающие грани которого взаимно перпендикулярны относительно друг друга, причем две средние грани 4 и 5 по ширине в 1,5-2 раза меньше боковых граней 6 и 7. Линия пересечения граней 6 и 7 совпадает с нейтральной осью упругого элемента 2., В корпусе 1 установлен объектив 8 с фотоприемником 9, оптическая ось которых перпендикулярна граням -образного зеркала 3. Между объективом 8 и N(/-o6разным зеркалом 3 под углом 45° относительно оптической оси и симметрично последней расположены полупрозрачное 10 и отражающее 11 зеркала, на которые падает луч лазера 12. Для измерения крутящего момента фотоприемник 9 электрически соединен с регистрирующим блоком 13.

Измеритель работает следующим образом.

В нерабочем состоянии, когда торсионный вал не нагружен, лазерный луч 12 с помощью полупрозрачного зеркала 10 разделяется на два луча и направляется полупрозрачным 10 и отражающим 11 зеркалами соответственно на боковые отражающие грани 6 и 7 N0 -образного зеркала 3. Отражающими гранями 6 и 7 лучи направляются на средние грани 4 и 5 и затем через объектив 8 на фотоприемник 9, при этом в задней фокальной плоскости объектива 8 образуется интерференционная картина.

При создании нагрузки под действием возникающего крутящего момента торсионный вал 2 закручивается и, соответственно, поворачивается на угол закручивания NQ -образное зеркало 3, вызывая тем самым смещение интерференционных полос. С помощью фотоприемника 9 и регистрирующего блока 13 производится измерение смещения интерференционных полос, которое пропорционально крутящему моменту.

Изобретение позволяет с высокой точностью бесконтактным способом производить измерение крутящих моментов, что значительно повышает качество испытаний различных устройств. ’

Claims (3)

1. 2 раза превышают ширину двух сосед них граней. На фиг.1 изображен измеритель, общий вид; на фиг.2 - то же, струк турна  . Измеритель содержит корпус 1, в котором расположен упругий элемент 2 в виде торсионного вала,, один ко нец которого жестко соединен с кор пусом 1, а другой имеет одну степень свободы. Упругий элемент 2 в средней части снабжен )у-образнЬ1м зеркалом 3, все четыре отражающие грани которого взаимно перпендикул ны относительно друг друга, причем две средние грани 4 и 5 по ширине в 1,5-2 раза меньше боковых граней б и 7, Лини  пересечени  граней 6 и 7 совпадает с нейтральной осью упругого элемента 2„ В корпусе 1 установлен объектив 8 с фотоприемНИКОМ 9, оптическа  ось которых пер пендикул рна гран м -образного з кала 3. Между объективом 8 и -об разным зеркалом 3 под углом от носительно оптической оси и симмет рично последней расположены полупрозрачное 10 и отражающее 11 зерка ла, на которые падает луч лазера 1 Дл  измерени  крут щего момента Фотоприемник 9 электрически соединен с регистрирующим блоком 13. Измеритель работает следующим образом. В нерабочем состо нии, когда торсионный вал не нагружен, лазерный луч 12 с помощью полупрозрачного зеркала 10 раздел етс  на два луча и направл етс  полупрозрачным 10 и отражающим 11 зеркалами соот ветственно на боковые отражающие грани 6 и 7 и-образного зеркала 3 Отражающими гран ми 6 и 7 лучи направл ютс  на средние грани 4 и 5 и затем через объектив 8 на фотоприемник 9, при этом в задней фокальной плоскости объектива 8 образуетс  интерференционна  картина. При создании нагрузки под действием возникающего крут щего момента торсионный вал 2 закручиваетс  и, соответственно, поворачиваетс  на угол закручивани  t/ -образное зерка ло 3, вызыва  тем самым смещение интерференционных полос. С помощью фотоприемника 9 и регистрирующего блока 13 пpoизвo Jитc  измерение смещени  интерференционных полос, которое пропорционально крут щему моменту. Изобретение позвол ет с высокой точностью бесконтактным способом производить измерение крут щих моментов, что значительно повышает качество испытаний различных устройств . Формула изобретени  1.Измеритель крут щих моментов , содержащий корпус, в котором размещены упругий элемент, с преобразователем его угловой деформации, источник света, по ходу луча которого расположен фотоприегиник, св занный с регистрирующим блоком, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в преобразователь угловой деформации введены объектив, полупрозрачное и отражающее зеркала и W-образное зеркало, которое расположено в средней части упругого элемента и выполнено с взаимно перпендикул рными гран ми, лини  пересечени  его боковых граней совпадает с нейтральной осью упругого элемента и перпендикул рна оптической оси объектива и фотоприемника, а между )(/-образньом зеркалом и объективом симметрично под углом 45 к оптической оси объектива установлены параллельнодруг другу полупрозрачное и отражающее зеркала, а в качестве источника света использован лазер. 2. Измеритель по п. 1, о т л ичающийс  тем, что боковые грани -образного зеркала по ширине в 1,5-2 раза превышают ширину двух соседних граней. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 136074, кл. G 01 L 3/12, 1961.
2. 2.Журнал Измерительна  техника , 8, 1962.
3. 3.Литвак В.И. Фотоэлектрические датчики в системе контрол  управлени  и регулировани . М., Наука, 1966, с. 254 (прототип).