Измерительный преобразователь крутящего момента

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения изменения момента, действующего в различных кинематических цепях. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения влияния внешних помех. В пазах полого цилиндрического чувствительного элемента 1 установлены намагниченные вставки 2 из магнитотвердого материала, создающие циркулярную намагниченность чувствительного элемента 1. Крутящий момент, действующий в исследуемой кинематической цепи, передается на чувствительный элемент 1 через немагнитные втулки 3. При изменении величины момента на выходе измерительной катушки 4 появляется сигнал. Для уменьшения влияния внешних помех измерительную катушку 4 охватывают компенсирующие катушки 5, а чувствительный элемент 1 и катушки 4,5 защищены ферромагнитным экраном 6. Катушки 4 и 5 через апериодические звенья первого порядка соответственно подключены к прямому и инверсному входам дифференциального усилителя. 4 ил.

СВОЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕС1 1УБЛИК

„,SU„„ 3 А1 (5в 4 G О) 1 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

1 (21) 4246889/24-10 (22) 21 05..87 . (46) 15.11.89. Бюл. № 42 (71) Ярославское научно-производственное объединение "Электронприбор" (72) В.В. Поваляев, К.И. Кузнецова и Ю.Е. Шаршунов (53) 531 . 781 (088.8.) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1183844, кл. G 01 I 3/10, 1984.

Авторское свидетельство СССР .

М 657281, кл. С 01 L 3/10, 1976. (54) ИЭМЕРИТЕЛЬНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

КРУТЯ1ЦЕГО МОМЕНТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения изменения момента, действующего в различных кинематических цепях. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения влияния внешних помех. В

2 пазах полого цилиндрического чувствительного элемента 1 установлены намагниченные вставки 2 из магнитотвердого материала, создающие циркулярную намагниченность чувствительного элемента 1. Крутящий момент, действующий в исследуемой кинематической цепи передается на чувствительный элемент 1 через немагнитные втулки 3 °

При изменении величины момента на выходе измерительной катушки 4 появляется сигнал. Для уменьшения влияния внешних помех измерительную катушку 4 охватывают компенсирующие катушки 5, а чувствительный элемент 1 и катушки

4, 5 защищены ферромагнитным экраном 6.

Катушки 4 и 5 через апериодические звенья первого порядка соответственно подключены к прямому и инверсному входам дифференциального усилителя.

4 ил.

1522051

Изобретение относится к иэмеритепьной технике и предназначено для измерения изменения момента, действующего в различных кинематических це5 пях, и может быть применено, в основном, как элемент автоматизированных систем управления электромеханизмами и технологическими процессами.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения влияния внешних помех. .На фиг. 1 представлена конструкция измерительного преобразователя крутящего момента; на фиг.. 2 — сечение

А-А на фиг. 1- на фиг. 3 — принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг. 4 — распределение магнитных потоков в преобразователе.

Измерительный преобразователь кру- 20 тящего момента содержит полый цилиндрический чувствительный элемент 1 из магнитомягкого материала..с продольными пазами,. в которых установленные вставки 2 из магнитотвердого материала (например, самарий-кобальт). После закрепления магнитотвердых вставок внутрь полого чувствительного элемента 2 продевают проводник, через который пропускают импульсный ток длительностью 0,5-1 с, достаточный для намагничивания вставок 2 до насыщения (фиг, 2). В результате чувствительный элемент 1 приобретает остаточную циркулярную намагниченность. Чувствительный элемент включен в кинематическую цепь с помощью немагнитных (например, бронзовых) втулок (полумуфт) 3. Выступы втулок 3 входят в соответствующие пазы по 40 торцам чувствительного элемента 1.

Чувствительный элемент 1 охватывают две соосные с ним катушки:.измерительная 4 и компенсирующая 5. Катушки 4 и 5 и чувствительный элемент

i заключены в ферромагнитный экран.

6, Обмотка L< измерительной катушки

4 и обмотка L< компенсирующей катушки 5 (фиг. 3) через апериодические звенья первого порядка R1C1 и R3C2 подключены соответственно к прямому и инверсному входам дифференциального усилителя 7, выход которого через усилитель 8 соединен с регистратором выходного сигнала. Параллельно обмотке Ь для регулирования коэффициента усиления компенсирующего канала подключен переменный резистор R2. Резистор ВЗ выполнен также переменным для подстройки компенсирующего напряжения по фазе. Резисторы К4-R9 служат для установки необходимых режимов работы усилителей 7 и 8.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.

При скручивании чувствительного элемента 1 появляется осевая составляющая магнитного потока Фо, пропорциональная величине момента, проходящая через вал и замыкающаяся внутри экрана. Условно на фиг. 4 осевая составляющая представлена состоящей из двух частей:

Фо Фо Фо

Контур обмотки L измерительной катушки 4 пронизывает поток Ф . Контур обмотки L компенсирующей катуши ки 5 сцеплен с Ф . ЭДС, наводимая в измерительной катушке с числом витков M в момент изменения момента

d (C>о+Ф о) о о

dt

ЭДС, наводимая в компенсирующей обмотке с числом витков Nц в момент изменения момента: 1Ф о о к к „°

Напряжение на выходе операционного усилителя 8 пропорционально изменению момента действующего в исследуемой кинематической цепи и равно

Паыгг К< К (1и 1к) где К < и К вЂ” коэффициенты усиления усилителей 7 и 8.

Внешнее переменное магнитное поле Ф также наводит ЭДС в обмотках катушек 4 и 5 (фиг, 4) Ф можно представить схематически состоящим из двух составляющих, одна из которых

f и

Ф проходит по валу, а другая Ф по ферромагнитному экрану. Составляющая одновременно пересекает контур измерительной и компенсирующей катушек. Если 1г„ = И„, то в катушках наводится примерно одинаковая ЭДС.

Практически обмотка L о имеет в 1,3-...

1,5 раза больше витков, т.е. с запасом V = (1,3-1,5)V„.

Обмотка 1, присоединена к резистору R2 с помощью которого производится подстройка компенсируюп1его напряжения по амплитуде.

5 1522051 6

Апериодические звенья R1C1 и КЗС3 ные в ферромагнитный экран полый цивыполняют одновременно две функции: линдрический чувствительный элемент обеспечивают возможность подстройки с остаточной циркулярной намагниченкомпенсирующего напряжения по фазе ностью включенный в исследуемую ки5

S с помощью резистора R3 и осуществля- нематическую цепь, две соосные с ним ют необходимую для использования в катушки и дифференциальный усилитель, автоматизированном электроприводе отличающийся тем, что, передаточную функцию, с целью повышения точности sa,,ñ÷åò

w(p) = — -, уменьшения влияния внешних помех, т +1 чувствительный элемент выполнен с где T = RC — постоянная времени зве- продольными пазами, в которых устана; новлены вставки из магнитотвердого р = оператор Лапласа. материала, и включен в кинематическую

Резистор R9 служит для установки 15 цепь через немагнитные. втулки, а каобщего коэффициента усиления (масшта-. тушки подключены к входам дифференци-бирования), всего устройства в целом. ального усилителя через апериоФ а р м у л а и з о б р е т е н и я дические звенья первого иорядИзмерительный преобразователь кру- ка ° тящего момента, содержащий заключен- 2О

1522051

Составитель В. Родин

Техред М.Дидык

Редактор Л..Пчолинская

Корректор И. Шароши

Заказ 6949/38 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101