Двухканальный датчик крутящего момента вращающегося вала

 

СÎIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (ч)з G 01 L 3/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР1

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

GQ с), ) (р

f, ) !

1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4428215/10 (2 ) 19,05.88 (4 ) 15,03.93. Бюл, ¹ 10 (7 ) 3. Г. Габидуллин (56) Авторское свидетельство СССР

N 714182, кл, G 01 1 3/10, 1976.

Тимошков Т, В„Смык С. П. Электроннь|й измеритель крутящего момента на валу бь!строходной турбины. Известия ВУЗов

Приборостроение, ¹ 1, 1961. (5 ) ДВУХКАНАЛ ЬН Ы Й ДАТЧИК КРУТЯЩЕГ МОМЕНТА ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА (5 ) Изобретение относится к приборостро-. ению и позволяет расширить функциональнь1е возможности датчика за счет создания двух измерительных каналов с едентичными

„„БЫ„„1802302 А1 выходными сигналами. При скручивании вала 1 под действием измеряемого момента изменяется разность фаз напряжений, снимаемых с сигнальных обмоток 15 и 17 (первый канал измерения) и 16, 18 (второй канал измерения), Сигнальные обмотки расположены на перемычках Н-образных магнитопроводов 7 и 9 (8 и 10), которые крепятся на полюсах магнитов 5 и 6. С целью идентификации .выходных сигналов измерительных каналов одноименные полюса Н-образных магнитопроводов соединены ферромагнитными пластинами 11 и 12 (13 и 14). Индукторы 2 и 3 закреплены таким образом, чтобы при отсутствии момента разность фаз напряжений в каждом измерительном канале была равна нулю. 1 ил, 1802302

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения, контроля и управления режимом работы силовой установки летательного аппарата или другой машины, где требуется повышенная надежность работы при высокой точности измерений.

Цель изобретения — повышение точности, за счет обеспечения идентичности сигналов каждого. канала.

На чертеже схематично изображен двухканальный датчик крутящего момента вращающегося вала.

На валу 1, передающем момент М вращения, закреплены зубчатые индукторы 2 и

3. Первый из них установлен на конце вала, посредством жестко связанного с ним полого цилиндра 4. Над каждым из зубчатых индукторов размещены полюса постоянных магнитов 5, 6 с наконечниками 7., 8 и 9, 10, выполненными в виде Н-образных магнитопроводов, одноименные полюса которых соединены ферромагнитными пластинами

11, 12 и 13, 14 соответственно. На перемычках Н-образных магнитопроводов намота- 25 ны сигнальные обмотки 15, 16, 17 и 18 двух каналов, Расстояния между полюсами соединенными ферромагнитными пластинами

11, 12 (13, 14) равны (i + 0,5) зубцового шага индуктора 2 (3) по окружности вершин эубь- 30 ев с учетом величины рабочего зазора д, где i одно из чисел ряда i = 0,1,2,3...

Двухканальный датчик крутящего момента работает следующим образом.

При вращений вала в момент времени, когда одна из пластин 11 (13) находится над зубом индуктора 2 (3), то другая пластина 12 (14) должна находиться над пазом между зубьями, Соответственно этому положению рабочие магнитные потоки магнита 5 (6) бу- 40 дут направлены по перемычкам в ту сторо- . ну, где перемычка находится над зубом индуктора.

Так как при вращении вала положения пластин 11 (13) и 12 (14) относительно зубьев 45 индуктора меняются поочередно, то рабочие магнитные потоки, проходящие по перемычкам Н-образных магнитопроводов 7, 8 и

9, 10, будут меняться направления, а в сигнальных обмотках 15, 16 и первого измери- 50 тельного канала и 17, 18. второго измерительного канала будут наводиться синусоидальные напряжения U», U1z и Uz1.

Uzz соответственно. При отсутствии момента М = 0 индукторы 2, 3 выставлены относи- 55 тельно друг друга таким образом, чтобы разность фаэ напряжений U» и U>z (U

Uzz) равна нулю. При приложении к вращающемуся валу 1 момента M вал будет скручиваться на определен ный угол й, пропорциональный величине крутящего момента, при этом разность фаз Ар, (Лр2) напряжений U21 и U11(U22 и U12) будут также пропорциональны величине крутящего момента передаваемого валом 1, т.е.

М = — Лр = +< — p» — для первого канала

М = Лpz = pn — р12 — для второго канала

Идентичность наконечников, выполненных в виде Н-образных магнитопроводов и соединение их одноименных полюсов ферромагнитными пластинами, обеспечивает равенство фаз сигналов двух каналов

Dpi = Ьу>2, что обеспечивает полную взаимозаменяемость этих каналов при работе в изделиях, где требуется повышенная надежность за счет дублирования измерительных цепей.

Расположенные рядом две магнитные системы могут быть размещены либо в отдельных корпусах, либо скомпонованы в одном корпусе, В случае использования одного корпуса может быть применен один магнит, например U-образный или стержневой формы, на разноименных полюсах которого должны быть соответствующим образом установлены Н-образные наконечники, что позволит еще больше идентифицировать выходные сигналы каждого из каналов.

Формула изобретения

Двухканальный датчик крутящего момента вращающегося вала, содер>кащий два идентичных преобразователя скручивания торсионного вала в электрический сигнал, выполненный в виде ферромагнитных зубчатых индукторов, закрепленных в измерительных сечениях торсионного вала, и установленные неподвижно магнитные системы в виде постоянных магнитов с полюсными наконечниками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет обеспечения идентичности сигналов каждого канала, полюсные наконечники постоянных магнитов выполнены в виде двух

Н-образных магнитопроводов, на перемычках которых намотаны сигнальные обмотки, а одноименные полюса попарно соединены ферромагнитными пластинами, причем расстояние между этими полюсами равно i+ 0,5 зубцового шага индуктора. где i = 0,1,2,3...