Устройство для измерения крутящего момента

 

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерения крутящего момента вихретоковым преобразователем. Измеряемый момент М прикладывается к валу 3 измерительного вихретокового преобразователя 1. Обмотки возбуждения измерительного преобразователя 1 соединены последовательно, а измерительные - последовательно - встречно с обмотками компенсационного вихретокового преобразователя 2, охватывающего ненагруженный эталонный вал 4. При действии крутящего момента М на выходе измерительного прибора 7, подключенного к измерительным обмоткам через вихретоковый структуроскоп 6, появится сигнал, пропорциональный измеряемому моменту М. Для повышения точности измерений длина выступающих участков вала от каждого из торцов вихретоковых преобразователей должна быть не менее 0,6D, где D - средний диаметр обмоток вихретоковых преобразователей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 (3/10

ГОСУДАРСТВЕI+Ib!A КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 4

Cd

0 (21) 4430963/10 (22) 28.05.88 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (72) В.В.Нюхалов, И,А.Кудинов, В.В.Ульянов и В.В.Белоусов (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР й. 432357, кл. GO1 L 3/10, 1973.

Новые бесконечные электронные устройства. М.: МАНТП, ч.1, 1970, с.!4Н43. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерения крутящего момента вихретоковым преобразователем. Измеряемый момент М прикладывается к валу 3 иэмериЕ

„„5U 1673891 А1 тельного вихретокового преобразователя 1, Обмотки возбуждения измерительного преобразователя 1 соединены последовательно. а измерительные - последовательно-встречно с обмотками компенсационного вихретокового преобразователя 2, охватывающего ненагруженный эталонный вал 4. При действии крутящего момента М на выходе измерительного прибора 7, подключенного к измерительным обмоткам через вихретоковый структуроскоп 6, появится сигнал, пропорциональный измеряемому моменту

М. Для повышения точности измерений длина выступающих участков вала от каждого из торцов вихретоковых преобразователей должна быть не менее 0,60, где

D - средний диаметр обмоток вихретоковых преобразователей. 2 ил.

1673891

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения крутящих моментов при испытаниях и эксплуатации элементов конс-1 рукций из ферромагнитных материалов типа валов, стержней и т.п.

Цель изобретения - повышение точности измепений. На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства для измерения крутящего момента; на фиг,2 — вихретоковый преобразователь, установленный на валу.

Устройств "..одержит измерительный 1 и компенсационный 2 вихретоковые преобразователи, установленные соответственно на контролируемом 3 и эталонном 4 валах. Каждый из преобразователей содержит соосные индуктивно связанные возбуждающие и измерительные обмотки 5, причем возбуждающие обмотки измерительного 1 и компенсационного 2 преобразователей соединены последовательно. а измерительные последовательно— встречно. Измерительные обмотки через вихретоковый структуроскоп 6 подключены к измерительному прибору 7. Длина активной зоны контроля L, т.е. длина вала, на которой должна быть обеспечена равномерно распределенная эпюра крутящего момента Мк без влияния каких-либо мешающих факторов, складывается из участка непосредственно охватываемого вихретоковым преобразователем и двух участков, одинаково отступающих от торцов преобразователя на величину 1, которая выбирается с учетом следующих условий, Во — первых, в целях снижения погрешностей измерения эта длина должна быть на менее той продольной ординаты вихретокового преобразователя, при которой напряженность его магнитного поля становится практически равной нулю.

Исходя из геометрических размеров установлено, что эта величина должна удовлетворять условию г ! > 06d где d — диаметр измеряемого вала; ц — коэффициент заполнения, равный 2 D2, 0 — средний диаметр обмоток преобразователя.

После несложного преобразования

I 0,6 О.

Во-вторых, активная эона контроля по длине равна длине, по которой равномерно распределена эпюра крутящего момента, возникающего в контролируемом вале под воздействием момента двух пар сил M. Активная длина L контролиру5

55 еh1ого 3 и эталонного 4 валов должна быть равна.

Устройство работа. следующим образом.

Контрольный сигнал, т.е, разность ЭДС на выходе измерительных обмоток, буде характеризоваться результатом взаимодействия электромагнитных полей компенсационного 2 и измерительного 1 преобразователей соответственно с эталонным 4 и измерительным 3 валами, Для компенсационного преобразователя 2 электромагнитное поле будет взаимодействовать с ненагруженным эталонным валом 4. Для измерительного преобразователя 1 при воздействии на измерительный вал 3 крутящего момента М, как результат приложения на определенной длине вала L двух пар сил, характер взаимодействия его электромагнитного поля с этим валом будет отличаться при прочих равных условиях от характера взаимодействия электромагнитного поля компенсационного преобразователя с эталонным валом вследствие изменения на этом участке вала под воздействием касательных напряжений электромагнитных свойств металла. Как свидетельствуют экспериментальные данные между контрол ьным сигналом вихретокового преобразователя и величиной касательньЫ напряжений, а соответственно и величиной крутящего момента М, наблюдается для упругой области нагружения линейная зависимость.

Таким образом показания измерительного прибора 7 будут пропорциональны величине крутящего момента М, действующего на контролируемый вал 3.

Выбор длины L активной зоны контролируемого 3 и эталонного 4 валов позволяет повысить точность измерений аа счет уменьшения погрешностей, обусловленных искажением электромагнитного поля преобразователей, связанного с краевым эффектом.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента в ферромагнитных валах круглого и кольцевого поперечного сечения, содержащее контролируемый и эталонный валы, охватывающие их, соответственно измерительный и компенсационный проходные вихретоковые преобразователи трансформаторного типа, каждый из которых выполнен в виде соосных солиноидных, индуктивно связанных, возбуждающей и измерительной обмоток, причем возбуждающие обмотки соединены последовательно, а измеритель1673В91

Составитель В.Родин

Редактор Ю.Середа Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 2911 Тираж 337 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ные-последовательно-встречно, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, контролируемый и эталонный валы расположены симметрично и выступают с каждой стороны соответствующего вихретокового преобразователя на длину не более 0,6 О, где 0- средний диаметр вихретокового преобразователя.