Магнитоупругий преобразователь крутящего момента

Изобретение относится к областисилоизмерительной техники и можетбыть использовано для измерения крутящего момента на вращающемся валу.Целью изобретения является повышение точности измерения и быстродейс твия.На фиг.1 изображена блок-схемапреобразователя, на Фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие его работу, 1 ОМагнитоупругий преобразователькрутящего момента (фиг, 1) содержитферромагнитный вал 1, кольцевую электромагнитную систему с обмоткой, секции которой 2 и 3 намотаны непосредственно на вал под углом 45 к егооси и под углом 90 друг к другутри вращающихся конденсатора 4-6 иизмерительную схему, состоящую из,усилителя 7 постоянного тока, весового сумматора 8, интегратора 9, компаратора 10 и опорного элемента 11.Средняя точка обмотки электромагнитной системы через первый вращающийся конденсатор 4 связана с одним входом весового сумматора 8. Секции 2 и3 обмотки электромагнитного преобразователя включены дифференциально через второй 5 и третий б вращающиесяконденсаторы в цепь отрицательной обратной связи усилителя 7, выход которого связан с другим входом весового1,сумматора 8. Выход весового сумматора 8 соединен с одним входом компаратора 10 через интегратор 9. Выходкомпаратора 10 связан с другим своимвходом и через опорный элемент 11,в качестве которого используется ин"дуктивность 1 со входом усилителя 7.Преобразователь або:=ает следую" 40щим образом.В установившемся режме на выходе компаратора 10 формируется двухполярное прямоугольное напряжение амплитудой У (фиг. 2 а), которое поступает через опорный элемент Ь, на вход усилителя 7 постоянного тока. При этомна входах весового сумматора 8 Форми, руются на входе 1 (фиг. 2 б) напряжение 50Н,Ч( - "++- - 1о оо 1 на входе 11 (фиг. 2 в) напряжениеЯ, Д)( 1(С +С )йЬ, гЬССз гце Ь 1 - индуктивности секций 2Эи 3 обмотки электромагнитной системы; К, К - активные сопротивлениясекций 2 и 3С , С, - емкости второго и третьего вращающихся конденсаторов.Принимая, что К=Бг, С,=С, Ь=1, -- дЬу 1 г 1 + дЬугде 1, - начальная индуктивностьЦсекций 2 и 3;дЬ=Е М - изменение индуктивностиК 9секций 2 и 3 под действием крутящего момента Мгде 1 - коэффициент пропорциональности,а также учитывая, что"с,р ( Е, гдеК - входное сопротивление весового6 Ксумматора 8 р - оператор ЛапласаС, - емкость первого вращающегосяконденсатора и коэффициенты суммирования весового сумматора 8 по входам1 и 11 приняты соответственно 2 ш и- 1 ш, получаем на выходе весового сумматора (фиг. 2 г):г к 1Это напряжение поступает на входинтегратора 9, Напряжение с интегратора (фиг. 2 д) описывается выражением2. к М тЧ =Чгде- текущее время,Т - постоянная интегрирования интегратора 9.В момент равенства напряжений 1 и М на входах компаратора 6 выходное напряжение последнего скачкообразно сменит знак на противоположный и весь процесс повторится аналогично рассмотренному, но с обратными знаками, и преобразователь продолжит работу в автоколебательном режиме.Частота генерируемых колебаний Р находится из равенства2 кИ ъ 1 откуда.оК т Н 9 Г=о ч Таким образом, как видно из Функции преобразования, использование устройства позволит повысить точность измерения крутящего момента за счет исключения влияния на результат ак12329 бб тивных сопротивлений обмоток, а ихрасположение на вращающемся валу позволит исключить влияние магнитной 10 Формула изобретения 15 20 рг.2 Составитель Г.ЦелибееРедактор Н.Егорова Техред О.Гортвай ректор В.Синицк 758/41 Тираж 778 ВНИИПИ Государственног по делам изобретении 113035, Москва, Ж, РаушПодпискомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 аказ Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 анизотропии вала в зависимости от углово го положения последне го .Кроме того, на результат измерения не оказывает влияния скорость вращения вала. Повышается быстродействие, что дает возможность измерения динамических моментов. Иагнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий ферромагнитный вал, кольцевую электромагнитную систему и измерительную схему,отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия, в него введены три вращающихся конденсатора,обмотка кольцевой электромагнитнойсистемы размещена непосредственнона валу, а измерительная схема выполнена в виде усилителя постоянноготока, последовательно связанных весового сумматора и интегратора, опорного элемента и компаратора, выходкоторого соединен с одним из своихвходов и через опорный элемент с входом усилителя постоянного тока, выход которого связан с одним входомвесового сумматора, другой вход которого соединен через первый вращающийся конденсатор со средней точкойобмотки электромагнитной системы,концы которой связаны через второйи третий вращающиеся конденсаторысоответственно с входом и выходомусилителя постоянного тока, при этомвыход интегратора соединен с другим входом компаратора.