Устройство для измерения крутящего момента

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволяет повы- i сить точность за счет снижения чувствительности к электромагнитным по-. мехам. При вращении вала 1 датчик 3 метки 2 формирует импульс, запускающий ждущий генератор 4. В момент прохождения метки 2 мимо датчика 3 ждущий генератор 4 формирует прямоугольный импульс, который через конденсатор 8 поступает на вход операционного усилителя 9, це пь обратной связи которого в этот момент содержит последовательную цепочку из статорньрс электродов 12 и 13 и роторных электродов 10 и 11. При этом на выходе операционного усилителя 9 появляется напряжение, которое запоминается в блоке 6 памяти, а по истечении времени , когда заканчивается переходной процесс, с ждущего генератора 4 напряжение фиксируется в блоке 7 памяти . 2 ил. i (Л ; ./ . У1C СЛ ел 00 М фуг 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 01 L 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3776635/24-10 (22) 24.07.84 (46) 07.09.86. Бюл. М- 33 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.И.Кулапин, А.И.Мартяшин, И.Н.Фролов и В.И.Чернецов (53) 531. 781(088.8) (56) Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., 1965, с.339-340.

Авторское свидетельство СССР

Р 609986, кл. G 01 L 3/10, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЕГО МОМЕНТА (7) Изобретение относится к силоиз— мерительной технике и позволяет повы, сить точность за счет снижения чувствительности к электромагнитным по-.

„„Я0„„ 1255877 А 1 мехам. При вращении вала 1 датчик 3 метки 2 формирует импульс, запускающий ждущий генератор 4. В момент прохождения метки 2 мимо датчика 3 ждущий генератор 4 формирует прямоугольный импульс, который через конденса» тор 8 поступает на вход операционного усилителя 9, цепь обратной связи которого в этот момент содержит последовательную цепочку из статорных электродов 12 и 13 и роторных электродов 10 и 11. При этом на выходе операционного усилителя 9 появляется напряжение, которое запоминается в блоке 6 памяти, а по истечении времени, когда заканчивается переходной ф процесс, с ждущего генератора 4 напряжение фиксируется в блоке 7 памяти. 2 ил.

С:

55877 2 ки 2 мимо датчика 3, ждущий генератор

4 формирует прямоугольный импульс напряжения Ц малой длительности (фиг.2), который через конденсатор 8 поступает на вход операционного усилителя 9, цепь обратной связи которого в этот момент содержит последовательную цепочку из конденсаторов, образованных соответственно статор10 ным 12 и роторным 10 электродами, роторными электродами 10 и 11, а так же роторным 11 и статорным,13 электродами. При этом на выходе операционного усилителя 9 появляется напряжение, (фиг.2б), описываемое выражением

1 12

Изобретение относится к силоизме-, рительной технике и предназначено для измерения крутящего момента на вращающемся валу силового агрегата.

Целью изобретения является повышение точности за счет снижения чув20 где с, с

При этом датчик 3 метки 2 подключен к входу ждущего генератора 4 прямОуголъных импульсОВ, ВыхОд l

7 памяти и через конденсатор 8 — к одному статорному электроду 12 и к входу операционного усилителя 9, выход которого подключен к другому ста-. торному электроду 13 к другим входам блоков 6 и 7 памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 5 вычитания.

При этом роторные электроды 10 и

11 BIIIIoJIHPIIII на упругом валу 1 IJ виде электропроводпого покрытия, разделенного на две диаметрально противоположные части. Роторные электроды

10 и 11 соединены между собой через

4 резистор 14.

Статорные электроды 12 и 13 установлены с диаметрально противоположных сторон упругого вала 1 с обеспечением емкостной связи с роторными электродами 10 и 11.

Устройство для измерения крутящего момента работает следующим Образом.

При вращении упругого вала 1 датчик 3 метки 2 формирует на каждом обороте импульс, который запускает ждущий генератор 4 прямоуг льных импульсов, в момент t прохождения м»т(3) С„=К F,, По истечении интервала времени с, 55 о когда заканчивается переходный проствительности к электромагнитным помехам.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения крутящего момента; на фиг,2 — графики сигналов на выходах некоторых элементов устройства.

Устройство для измерения крутящего момента содержит упругий вал 1, выполненный из диэлектрика, диэлектри" ческая проницаемость которого зависит от деформации, установленный с возможностью вращения и снабженный меткой 2, датчик 3 метки, ждущий генератор 4 прямоугольных импульсов, блок

5 вычитания, два,блока 6 и 7 памяти, конденсатор 8, операционный усилитель 9, два роторных электрода 10 и

11, два статорных электрода 12 и 13 и резистор 14.

С, С4 С4 -ФI< д (- - + — ) -2U„-- e (1)

q 4 с, с "с, емкость конденсатора, образованного статорным 12 и роторным 10 электродами; емкость конденсатора, образованного роторными электродаии 10 и 11; емкость конденсатора, образованного роторным 11 и статорным 13 электродами; емкость конденсатора 8; постоянная времени, причем с ч +

1 с с. (2) д 4 . р

1 где R — сопротивление резистора 14;

R — сопротивление утечки мате3 риала упругого вала 1. с где К вЂ” коэффициент, определяемый размерами и формой роторных электродов 10 и 11;

Š— диэлектрическая проницаемость материала упругого вала 1.

Из выражения (1) следует, что в момент

П (t ) = -П (- - + --) + 20 - - (4) с, с 4с

Ъ z

Зто напряжение по переднему фронту импульса с ждущего генератора 4 прямоугольных импулbcoB запоминается в блоке 6 памяти. цесс, длительность которого может бить отрегулирована подбором резистора 14, выходное напряжени» операU (t +г) -U (— + - ) с с

4 с, с (5) U (t) = -2U (t ) °

9 о с .г (6) с учетом того, что

Ъ (7) E=n М„ где п — коэффициент пропорциональности 20

М вЂ” крутящий момент, передаваекр мый упругим валом 1.

U (t)=2 U (t ) с4

6 9 о (8) Устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий вал, усСоставитель Г.Максягин

Техред И.Верес КорРектоР N.äåì÷èê

Редактор В.Иванова

Заказ 4813/41 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная, 4

3 1 ционного усилителя 9 описывается выражением и по заднему фронту импульса с ждущего генератора 4 прямоугольных импульсов фиксируется в блоке 7 памяти.

Таким образом, на выходе блока 5 вычитания в произвольный момент формируется напряжение

Формула изобретения

255877 4 тановленный с возможностью вращения и снабженный меткой, датчик метки и подключенный к нему ждущий генератор прямоугольных импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет снижения чувствительности к электромагнитным помехам, в него введены конденсатор, блок вычитания, два блока памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам блока вычитания, два роторных электрода, выполненных на упругом валу в виде токопроводящего покрытия, разделенного на две диаметрально противоположные части, два статорных электрода, установленных с диаметрально противоположных сторон упругого вала с обеспечением емкостной связи с роторными электродами, соединенными между собой через резистор, операционный усилитель, вход которого подключен к одному статорному электроду и через конденсатор — к выходу ждущего генератора прямоугольных импульсов и к одним входам блоков памяти, другие входы которых под ключены к выходу операционного усили- теля и второму статорному электроду, причем упругий вал выполнен из диэлектрика.