Устройство для измерения крутящего момента

СОЮЗ СОВЕТСЕаСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН1255877 А 19) 1 ЕЗ/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Я ии ин цо чики к1965 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЕГО МОМЕНТА( 7) Изобретение относится к силоиз -мерительной технике и позволяет повы, сить точность за счет снижения чувствительности к электромагнитным по-. мехам, При вращении вала 1 датчик 3 метки 2 формирует импульс, запускающий ждущий генератор 4. В момент прохождения метки 2 мимо датчика 3 ждущий генератор 4 формирует прямоугольный импульс, который через конденса тор 8 поступает на вход операционного усилителя 9, цепь обратной связи которого в этот момент содержит последовательную цепочку из статорных электродов 12 и 13 и роторных электродов 10 и 11. При этом на выходе операционного усилителя 9 появляется напряжение, которое запоминается в блоке 6 памяти, а по истечении времени, когда заканчивается переходнойпроцесс, с ждущего генератора 4 напряжение фиксируется в блоке 7 памяти. 2 ил.С:=К Г,1 12Изобретение относится к силоизме-, рительной технике и предназначено для измерения крутящего момента на вращающемся валу силового агрегата.Целью изобретения является повышение точности за счет снижения чувствительности к электромагнитным помехам,На фиг.1 представлена структурнаясхема устройства для измерения крутящего момента; на фиг,2 - графики сигналов на выходах некоторых элементовустройства,Устройство для измерения крутящегомомента содержит упругий вал 1, выполненный из диэлектрика, диэлектри"ческая проницаемость которого зависитот деформации, установленный с возможностью вращения и снабженный меткой 2, датчик 3 метки, ждущий генератор 4 прямоугольных импульсов, блок5 вычитания, два,блока 6 и 7 памяти,конденсатор 8, операционный усилитель 9, два роторных электрода 10 и11, два статорных электрода 12 и 13и резистор 14. 11 ри этом датчик 3 метки 2 подключен к входу ждущего генератора 4 прямоугольных импульсов, выход которого подключен к одним входам блоков 6 и 7 памяти и через конденсатор 8 - к одному статорному электроду 12 и к входу операционного усилителя 9, выход которого подключен к другому статорному электроду 13 к другим входам блоков 6 и 7 памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 5 вычитания.При этом роторные электроды 10 и 11 выполнены на упругом валу 1 в виде электропроводпого покрытия, разделенного на две диаметрально противоположные части. Роторные электроды 10 и 11 соединены между собой через резистор 14.Статорные электроды 12 и 13 установлены с диаметрально противоположных сторон упругого вала 1 с обе.печением емкостной связи с роторными электродами 10 и 11,Устройство для измерения крутящего момента работает следующим образом.При вращении упругого вала 1 датчик 3 метки 2 формирует на каждом обороте импульс, который запускает ждущий генератор 4 прямоугольных импульсов, в момент Г. прохождения мт 55877 2ки 2 мимо датчика 3, ждущий генератор4 формирует прямоугольный импульснапряжения Ц малой длительности(Фиг,2), который через конденсатор 8поступает на вход операционного усилителя 9, цепь обратной связи которого в этот момент содержит последовательную цепочку из конденсаторов,образованных соответственно статор О ным 12 и роторным 10 электродами,роторными электродами 10 и 11, а также роторным 11 и статорным,13 электродами. При этом на выходе операционного усилителя 9 появляется напря жение, (фиг.2 б), описываемое выраже- нием С 4 С 4 С 4 - сд, Б = -П ( + - )-204 е (1) 9 4 с с 4 с емкость конденсатора, образованного статорным 12 ироторным 10 электродами;емкость конденсатора, образованного роторными электродаии 10 и 11;емкость конденсатора, образованного роторным 11 и статорным 13 электродами;емкость конденсатора 8;постоянная времени, причем сч + 1(2) д 4 Е В Ч где К - сопротивление резистора 14; К - сопротивление утечки мате 3 риала упругого вала 1,сгде К - коэффициент, определяемыйразмерами и Формой роторныхэлектродов 10 и 11;Е - диэлектрическая проницаемость материала упругоговала 1,Из выражения (1) следует, что в момент П (1: ) = -П ( + ) + 211 -"- (4)З о 4 с, с 4 сз г Зто напряжение по переднему Фронту импульса с ждущего генератора 4 прямоугольных импульсов запоминается в блоке 6 памяти,По истечении интервала времени с,55О скогда заканчивается переходный процесс, длительноть которого можетбить отрегулирована подбором резистора 14, выходное напряжени опера(7) Е=п Мгде п - коэффициент пропорциональности 20М - крутящий момент, передаваекрмый упругим валом 1.- (го)Са9 о(8) Устройство для измерения крутящегомомента, содержащее упругий вал, усСоставитель Г.Максяги рректо ехр актор В.Ивано.Вер емчик 4813 41 Тираж 778 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, жгород, ул,Проект оизводственно-полиграфическое предприяти 3 1 ционного усилителя 9 описывается вы- ражением П (+г) П ( + с с 9 о о 4 с, си по заднему фронту импульса с ждущего генератора 4 прямоугольных импульсов фиксируется в блоке 7 памяти.Таким образом, на выходе блока 5 вычитания в произвольный момент формируется напряжение Формула изобретения 255877 4тановленный с возможностью вращенияи снабженный меткой, датчик метки иподключенный к нему ждущий генераторпрямоугольных импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет снижения чувствительности к электромагнитным помехам, в него введены конденсатор,блок вычитания, два блока памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам блока вычитания, двароторных электрода, выполненных наупругом валу в виде токопроводящегопокрытия, разделенного на две диаметрально противоположные части, двастаторных электрода, установленных сдиаметрально противоположных сторонупругого вала, с обеспечением емкостной связи с ро 9 орными электродами,соединенными между собой через резистор, операционный усилитель, вход которого подключен к одному статорномуэлектроду и через конденсатор - квыходу ждущего генератора прямоуголь 2 ных импульсов и к одним входам блоков памяти, другие входы которых подключены к выходу операционного усили теля и второму статорному электроду,причем упругий вал выполнен из диэлектрика,