Устройство для бесконтактного измерения крутящего момента

Авторы патента:

G01L3/10 - с электрическими или магнитными индикаторными средствами

Владельцы патента RU 2428666:

Общество с ограниченной ответственностью "Интеллектуальные Сборочные Системы" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство бесконтактного измерения крутящего момента, содержащее ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающейся обмоткой трансформатора, вращающейся пластиной конденсатора емкостной связи и статора с неподвижной пластиной конденсатора емкостной связи, усилитель импульсов, через конденсатор емкостной связи подключенный к преобразователю напряжения в частоту, неподвижная обмотка трансформатора и электронного блока обработки информации с модулем измерения крутящего момента, преобразователь напряжения в частоту и усилитель импульсов электрически соединены между собой общей массой, снабжено модулем измерения частоты вращения, конденсатор емкостной связи выполнен переменной емкости, причем емкость конденсатора связи изменяется в зависимости от угла поворота ротора относительно статора несколько раз за один оборот ротора от минимального до максимального значения, а неподвижная пластина конденсатора связи через детектор подключена ко входу модуля измерения частоты вращения блока обработки информации. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет возможности измерения частоты вращения. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента на вращающихся валах машин и механизмов.

Известно устройство для бесконтактного измерения крутящего момента, содержащее ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающейся обмоткой трансформатора, вращающейся пластиной конденсатора емкостной связи и статора с неподвижной пластиной конденсатора емкостной связи, усилитель импульсов, через конденсатор емкостной связи подключенный к преобразователю напряжения в частоту, неподвижная обмотка трансформатора и электронного блока обработки информации с модулем измерения крутящего момента, преобразователь напряжения в частоту и усилитель импульсов электрически соединены между собой общей массой (см. патент RU №2252402).

Недостатком указанного устройства являются недостаточно широкие функциональные возможности, так как отсутствует возможность измерения частоты вращения и мощности на контролируемых валах машин и механизмов.

Технический результат изобретения расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности измерения частоты вращения.

Поставленный технический результат достигается тем, что устройство бесконтактного измерения крутящего момента, содержащее ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающейся обмоткой трансформатора, вращающейся пластиной конденсатора емкостной связи и статора с неподвижной пластиной конденсатора емкостной связи, усилитель импульсов, через конденсатор емкостной связи подключенный к преобразователю напряжения в частоту, неподвижная обмотка трансформатора и электронного блока обработки информации с модулем измерения крутящего момента, преобразователь напряжения в частоту и усилитель импульсов электрически соединены между собой общей массой, снабжено модулем измерения частоты вращения, конденсатор емкостной связи выполнен переменной емкости, причем емкость конденсатора связи изменяется в зависимости от угла поворота ротора относительно статора несколько раз за один оборот ротора от минимального до максимального значения, а неподвижная пластина конденсатора связи через детектор подключена ко входу модуля измерения частоты вращения блока обработки информации.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для бесконтактного измерения крутящего момента, на фиг.2 развертка пластин конденсатора емкостной связи, на фиг.3 диаграмма напряжений на неподвижной пластине конденсатора емкостной связи.

Устройство бесконтактного измерения крутящего момента содержит ротор 1 с размещенными на нем тензомостом, 2 преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором,4, вращающейся обмоткой, 5 трансформатора 6, вращающейся пластиной 7 конденсатора 8 емкостной связи и статора 9 с неподвижной пластиной 10 конденсатора 8 емкостной связи, усилитель 11 импульсов, через конденсатор 8 емкостной связи подключенный к преобразователю 3 напряжения в частоту, неподвижная обмотка, 12 трансформатора, 6 электронный блок 13 обработки информации с модулем 14 измерения крутящего момента, преобразователь 3 напряжения в частоту и усилитель 11 импульсов электрически соединены между собой общей массой, блок 13 обработки информации снабжен модулем 15 измерения частоты вращения, конденсатор 8 емкостной связи выполнен переменной емкости, причем емкость конденсатора 8 связи изменяется в зависимости от угла поворота ротора 1 относительно статора 9 несколько раз за один оборот ротора 1 от минимального до максимального значения, а неподвижная пластина 10 конденсатора 8 связи через детектор 16 подключена ко входу модуля 15 измерения частоты вращения блока 13 обработки информации.

Устройство бесконтактного измерения крутящего момента работает следующим образом.

Устройство устанавливают между приводным механизмом и валом, на котором необходимо произвести измерение крутящего момента, и включают механизм в работу.

Одновременно с блока 17 питания на неподвижную катушку 12 трансформатора 6 подают переменное напряжение. При этом переменное напряжение появляется на вращающейся обмотке 5 трансформатора 6.

Это напряжение поступает на вход выпрямителя-стабилизатора 4, на выходе которого появляется постоянное напряжение, которое поступает на вход тензомоста 2 и на вход питания преобразователя 3 напряжение в частоту (не указано).

При возникновении на валу крутящего момента на выходе тензомоста 2 ротора 1 появляется электрическое напряжение, величина которого пропорциональна величине крутящего момента.

Это напряжение поступает на вход преобразователя 3 напряжения в частоту. Преобразователь 3 напряжения в частоту осуществляет преобразование напряжения в частоту, пропорциональную величине крутящего момента.

Это напряжение переменной частоты через конденсатор 8 емкостной связи поступает на вход усилителя 11. С выхода усилителя 11 усиленное напряжение поступает на модуль 14 измерения крутящего момента блока 13 обработки информации.

Модуль 14 производит обработку поступающего на вход переменного напряжения и выдает информацию о величине крутящего момента.

Так как емкость конденсатора 8 связи меняется в зависимости от угла поворота ротора 1 относительно статора 9, то происходит модуляция амплитуды напряжения с выхода преобразователя 3 напряжения в частоту на неподвижной пластине 10 конденсатора 8 связи в зависимости от угла поворота ротора 1. При этом период частоты модуляции пропорционален периоду частоты вращения ротора. При этом если измерять частоту огибающей напряжения на неподвижной пластине 10 конденсатора 8, то можно измерять частоту вращения ротора 1.

Огибающая напряжения на неподвижной пластине 10 конденсатора 10 выделяется детектором 16 и поступает на вход модуля 15 измерения частоты вращения.

Модуль 15 производит обработку поступающего напряжения и выдает информацию о частоте вращения ротора 1.

Введение в устройство бесконтактного измерения крутящего момента, содержащее ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающейся обмоткой трансформатора, вращающейся пластиной конденсатора емкостной связи и статора с неподвижной пластиной конденсатора емкостной связи, усилитель импульсов, через конденсатор емкостной связи подключенный к преобразователю напряжения в частоту, неподвижная обмотка трансформатора и электронного блока обработки информации с модулем измерения крутящего момента, преобразователь напряжения в частоту и усилитель импульсов электрически соединены между собой общей массой, модуля измерения частоты вращения, конденсатор емкостной связи выполнен переменной емкости, причем емкость конденсатора связи изменяется в зависимости от угла поворота ротора относительно статора несколько раз за один оборот ротора от минимального до максимального значения, а неподвижная пластина конденсатора связи через детектор подключена ко входу модуля измерения частоты вращения блока обработки информации, позволило расширить функциональные возможности устройства путем измерения частоты вращения.

Устройство бесконтактного измерения крутящего момента, содержащее ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающейся обмоткой трансформатора, вращающейся пластиной конденсатора емкостной связи и статора с неподвижной пластиной конденсатора емкостной связи, усилитель импульсов, через конденсатор емкостной связи подключенный к преобразователю напряжения в частоту, неподвижная обмотка трансформатора и электронного блока обработки информации с модулем измерения крутящего момента, преобразователь напряжения в частоту и усилитель импульсов электрически соединены между собой общей массой, отличающееся тем, что блок обработки информации снабжен модулем измерения частоты вращения, конденсатор емкостной связи выполнен переменной емкости, причем емкость конденсатора связи изменяется в зависимости от угла поворота ротора относительно статора несколько раз за один оборот ротора от минимального до максимального значения, а неподвижная пластина конденсатора связи через детектор подключена ко входу модуля измерения частоты вращения блока обработки информации.

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента и осевого усилия валов различных силовых установок, используемых на морских судах, в металлургии и других областях техники.

Магнитоупругий датчик крутящего момента вала // 2357219

Изобретение относится к автомобилестроению и может использоваться в качестве датчика для бесконтактного измерения крутящего момента рулевого вала в системе управления электромеханическим усилителем руля.

Датчик крутящего момента // 2334962

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения крутящего момента вала рулевого колеса, скорости и положения ротора в системе управления электромеханическим усилителем руля.

Устройство для измерения импульсов крутящего момента // 2322653

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения крутящего момента. .

Способ оценивания массы полезного груза, поднимаемого грузоподъемной установкой, приводимой асинхронным двигателем с фазным ротором, и устройство для его реализации // 2306535

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента электродвигателя. .

Способ определения электромагнитного момента трехфазного асинхронного двигателя // 2301975

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электромагнитного момента погружных асинхронных двигателей, применяемых в нефтяной и газовой промышленности.

Устройство для измерения нагрузок на вращающихся деталях // 2297606

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации нагрузок, в частности крутящего момента, изгибающего момента и осевого усилия, на вращающихся деталях, таких как валы, шпиндели или цапфы.

Датчик крутящего момента для электромеханического усилителя руля // 2296689

Изобретение относится к составным узлам электромеханического усилителя руля (ЭМУР), предназначенного для снижения усилия на руле, в частности, при маневрах на малых скоростях и повороте колес на неподвижном автомобиле.

Устройство для контроля крутящего момента на валу электродвигателя // 2283482

Изобретение относится к измерительной технике. .

Устройство для бесконтактного измерения крутящего момента // 2274841

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. .

Устройство для измерения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности // 2497087

Настоящее изобретение относится к устройствам для измерения крутящего момента, передаваемого валом двигателя, например валом газотурбинного двигателя самолета. Изобретение относится к устройству для измерения крутящего момента, содержащему: вал (12) отбора мощности для передачи крутящего момента вращения вокруг оси (A) вала отбора мощности; первое колесо (18), содержащее угловые метки, причем упомянутое колесо прикреплено к валу отбора мощности; опорный вал (20), содержащий второе колесо с угловыми метками; и датчик (26), расположенный напротив, по меньшей мере, одного из колес с возможностью определения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности, согласно изобретению первое колесо (18) содержит первую и вторую последовательности угловых меток; и второе колесо (22) содержит третью и четвертую последовательности угловых меток, причем метки первой и третьей последовательностей взаимно параллельны, а метки второй и четвертой последовательностей взаимно параллельны и расположены под углом относительно первой осевой плоскости, содержащей ось (A), причем метки первой последовательности расположены под углом относительно меток второй последовательности, посредством чего сигнал, выдаваемый упомянутым датчиком (26), также характеризует температуру вала (12) отбора мощности. Технический результат - создание устройства для измерения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности, упрощение конструкции, уменьшение веса и стоимости. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство для измерения момента сопротивления от сил "магнитного трения" в неконтактных подвесах // 2498244

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения тормозного момента от действия вихревых токов и гистерезиса в роторных механизмах на электромагнитных опорах. Устройство содержит статор и ротор осевого или радиального активного электромагнитного подшипника, при этом ротор вращается в подшипниках приводным двигателем. Дополнительно оно снабжено дополнительными подшипниками, позволяющими статору поворачиваться вокруг оси вращения и перемещаться по оси регулировочными винтами в пределах воздушных зазоров, и цапфами, соединенными с динамометрами растяжения и (или) сжатия. Технический результат заключается в упрощении устройства и повышении точности измерений. 2 ил.

Автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин // 2526553

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматизированного определения величины момента, создаваемого различными пружинами, и контроля качества этапов технологического процесса их изготовления. Устройство включает в себя стенд, выходной вал которого соединен с зажимом внутреннего конца испытуемой пружины, зажим наружного конца испытуемой пружины, связанный с входным валом стенда, соединенным в свою очередь через редуктор с электродвигателем, который подключен к выходу блока управления приводом, блок реверсирования, счетчик импульсов, вход которого связан с выходом датчика угла, а информационный выход с дешифратором конца измерения, компаратор, вход которого подключен к фотоприемнику, связанному с источником света через зеркало оптической системы, интегратор, выход которого связан со входом аналого-запоминающего блока, выход которого соединен с входом блока управления током, информационный выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен с входом регистратора, а запускающий выход - с запускающим входом регистратора. Также оно включает регулировочное устройство, коромысло, подвижный балансировочный груз, тяговую обмотку электромагнита, подключенную к управляющим выходам блока управления током, сердечник электромагнита, установленный на первом плече коромысла, которое жестко закреплено на выходном валу стенда, а на втором плече коромысла установлено зеркало оптической системы и подвижный балансировочный груз, механически соединенный с регулировочным устройством, ключ, блок запуска измерения, узел сцепления, который связывает входной вал датчика угла с входным валом стенда, а его управляющий вход подсоединен к управляющему входу ключа. Технический результат заключается в повышении точности измерений момента, создаваемого пружиной, расширении диапазона измеряемых моментов, а также увеличении производительности. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Система управления с обратной связью для управления сгоранием в двигателях // 2529983

Изобретение может быть использовано в системах управления с обратной связью для управления сгоранием в двигателях внутреннего сгорания. Система (10) двигателя внутреннего сгорания содержит многоцилиндровый двигатель (12), нагрузку (14), соединенную с двигателем посредством коленчатого вала (16), магнитный датчик (24) крутящего момента, расположенный между двигателем (12) и нагрузкой (14) и управляющий модуль (26). Магнитный датчик (24) крутящего момента выполнен с возможностью прямого измерения крутящего момента двигателя (12) и формирования выходного сигнала (28) крутящего момента, указывающего крутящий момент двигателя (12). Управляющий модуль (26) соединен для взаимодействия с магнитным датчиком (24) крутящего момента. Управляющий модуль (26) содержит модуль (30) сбора данных, выполненный с возможностью приема сигнала (28) крутящего момента и формирования одного или более выходных сигналов (32, 34, 36, 38), соответствующих одному или более параметрам сгорания, на основе сигнала (28) крутящего момента. Модуль (30) сбора данных содержит фильтр высоких частот для формирования выходного сигнала детонации, выполненный с возможностью приема сигнала крутящего момента и формирования выходного сигнала детонации, соответствующего цилиндру двигателя из множества цилиндров (20) двигателя (12). Управляющий модуль (26) выполнен с возможностью управления одним или более управляющими параметрами двигателя (12) на основе одного или более параметров сгорания для управления сгоранием в каждом цилиндре двигателя (12). Раскрыт вариант выполнения системы. Технический результат заключается в повышении точности управления параметрами двигателя. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство для измерения угла закрутки вала, передающего крутящий момент // 2540938

Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано на тепловых электростанциях (ТЭС) на энергетическом оборудовании, имеющем открытые участки валопровода, и предназначено для измерения угла закрутки валопровода с возможностью пересчета данного угла в единицы мощности, передаваемые данным валопроводом. Устройство для измерения величины закрутки вала включает индукторы на валу, датчики на статорной части, генерирующие импульсный электрический сигнал при прохождении индуктора под датчиком в процессе вращения вала, и контроллер, фиксирующий время прихода каждого импульса в виде сигналов от датчиков. Индукторы установлены в торцевых сечениях вала и расположены по два диаметрально противоположно в плоскости, проходящей через ось вращения вала. Индукционные датчики расположены в статорной части напротив каждого индуктора. Перед одним из индукторов в торцевом сечении вала установлен дополнительный индуктор для получения метки синхронизации при вращении вала. Величина угла закрутки вала φ определяется по соответствующему соотношению. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения величины закрутки вала. 2 ил.

Устройство для бесконтактного измерения крутящего момента // 2555189

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента на вращающих валах машин и механизмов. Устройство содержит ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающей обмоткой трансформатора, вращающей пластиной конденсатора емкостной связи и статор с первой неподвижной пластиной конденсатора емкостной связи, усилитель импульсов, входом через конденсатор емкостной связи подключенный к преобразователю напряжения в частоту, неподвижную обмотку трансформатора и электронного блока обработки информации, с модулем измерения крутящего момента, преобразователь напряжения в частоту и усилитель импульсов электрически соединены между собой общей массой. Выход усилителя подключен ко входу модуля измерения крутящего момента. Конденсатор емкостной связи выполнен переменной емкости, причем емкость конденсатора связи изменяется в зависимости от угла поворота ротора относительно статора несколько раз за один оборот ротора от минимального до максимального значения, первая неподвижная пластина конденсатора связи через первый детектор подключена ко входу модуля измерения частоты вращения блока обработки информации, конденсатор связи выполнен дифференциальным, вторая неподвижная пластина которого подключена ко входу второго детектора, а электронный блок обработки информации снабжен модулем определения направления вращения, первым входом подключенного к выходу первого детектора, а вторым входом к выходу второго детектора. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет возможности измерения направления вращения. 3 ил.

Способ определения крутящего момента и/или угловой скорости вращающегося вала и устройство для выполнения способа // 2558714

Изобретения относятся к измерительной технике и могут быть использованы для измерения крутящего момента и угловой скорости вращающегося вала. Способ содержит этапы генерации первого и второго аналоговых сигналов с помощью датчика, генерирующего сигнал при прохождении перед ним зуба одного или нескольких колес, снабженных зубьями и закрепленных на валу, при этом второй аналоговый сигнал сдвинут во времени относительно первого сигнала и имеет длительность, равную длительности первого аналогового сигнала, преобразования первого и второго сигналов в первый и второй цифровой сигналы. Также он содержит этап корреляции первого и второго цифровых сигналов, и затем вычисляют промежуток времени между двумя прохождениями зубьев посредством интерполяции функции взаимной корреляции с помощью метода наименьших квадратов. Устройство содержит одно или несколько колес, снабженных зубьями, причем каждое колесо жестко соединено с одной точкой вала, датчик, выполненный с возможностью преобразовывать прохождение каждого зуба перед ним в импульсы аналогового сигнала, аналого-цифровой преобразователь, выполненный с возможностью преобразовывать выдаваемый датчиком аналоговый сигнал в цифровой сигнал, вычислительный блок, предназначенный для вычисления функции взаимной корреляции двух цифровых сигналов, выдаваемых аналого-цифровым преобразователем, и вычисления промежутка времени между двумя импульсами аналогового сигнала исходя из функции взаимной корреляции. Технический результат заключается в повышении точности и надежности измерений. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система датчиков для измерения крутящего момента и вал с системой датчиков для измерения крутящего момента // 2563604

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к системе датчиков для измерения крутящего момента и валу, снабженному системой датчиков. Система датчиков содержит датчик крутящего момента, который расположен на каретке с электроприводом, датчик расстояния, который расположен на той же каретке и выполнен с возможностью измерения расстояния до объекта, у которого должен быть определен крутящий момент. При этом блок управления соединен с датчиком расстояния и соединен с кареткой для вывода сигнала управления, и который предназначен для определения сигнала управления на базе сигнала о расстоянии, подаваемого датчиком расстояния. Сигнал управления представляет собой смещение датчика крутящего момента посредством каретки с электроприводом на величину, на которую подводится датчик крутящего момента на заданное расстояние до объекта. Вал имеет, по меньшей мере, один участок, который содержит, по меньшей мере, одну систему датчиков для измерения крутящего момента, раскрытую ранее. Технический результат заключается в повышении точности измерений, обеспечении защиты датчика от повреждений. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Автоматизированный измеритель выходных характеристик спиральных пружин // 2586411

Изобретение относится к области измерительной техники. Отличительной особенностью заявленного автоматизированного измерителя выходных характеристик спиральных пружин является то, что в него введены шаговый двигатель, выходной вал которого соединен с входным валом измерительного блока, который установлен на опоре, модуль управления шаговым двигателем, второй электромагнит с сердечником, расположенным симметрично и перевернуто первому на втором конце коромысла, причем тяговые обмотки второго и первого электромагнитов соединены последовательно, в центре симметрии которого установлено зеркало оптической системы, модуль управления процессом контроля, входная шина которого соединена с выходной шиной регистратора, выход которого подключен к первому входу модуля управления процессом контроля, второй вход связан с выходом компаратора, а первый выход подключен к управляющему входу ключа, второй выход подключен к установочному входу интегратора, третий выход соединен с установочным входом аналого-запоминающего блока, четвертый выход подключен к запускающему входу аналого-цифрового преобразователя. Техническим результатом является повышение эффективности работы. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство регистрации крутящего момента при вращательном и возвратно-вращательном движениях исполнительного органа // 2586962

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для регистрации крутящего момента статически и динамически нагруженных узлов при вращательном и возвратно-вращательном движениях активных и пассивных органов машин и механизмов. Устройство представляет собой подшипниковый узел, в опорах которого установлены разрезные полумуфты, фиксирующие торсионный вал. По величине угла и полярности выходного напряжения судят о величине крутящего момента и направлении вращения исполнительного органа. Величина крутящего момента зависит от технических характеристик привода вращательного действия, либо приводимой в движение исполнительного органа машины или механизма. Технический результат заключается в повышении производительности, уменьшении погрешности измерений и расширении функциональных возможностей. 4 ил.