Устройство для измерения крутящего момента

(19) 01) 51)4 С 01 ь 31").Г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 21) 4081799/2 22) 03.07.86 46) 30. 12.87.71) Научно-ис ктно-конструк МЕРЕНИЯ КРУТЯ,Е Бюл. У 48 следовател орский ин систем уп ский и про итут автоавления Редькин 88.8) В.А. Емк стные диффе ещения. М.: чики пере с. 21, 23 идетельст 601 В 7/ во СССР30, 1985. ОЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ матизированных транспортом га (72) М.В. Хохр и К,И. Уманец (53) 531.781 ( (56) Ацюковски ренциальные да Энергия, 1960,Авторское с У 1213346, кл,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГО МОМЕНТА(57) Изобретение относится к силоизмерительной технике, Цель изобретения - повышение точности устройствакоторое содержит зубец 1 модулятора,емкостные чувствительные элементы 2,3 и 4, дифференциальный усилитель 5и формирователь 6, образующие блок 7обработки информации, и источник 8двухполярного постоянного напряжения,Введение новых элементов и образование новых связей между элементамиустройства позволяет снизить погрешности от воздействия помех и непараллельности зубцов модулятора при аксиальном перемещении вала. 3 ил.1 13629Изобретение относится к силоизмерительной технике, например,для измерения фазовым методом крутящего момента на валу.Цель изобретения - повышение точ 5 ности устройства за счет снижения погрешности от воздействия помех и непараллельности зубцов модулятора при аксиальном перемещении вала.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения крутящего момента; на фиг. 2 один из возможных вариантов выполнения односторонних емкостных чувствительных элементов; на фиг. 3 - формы сигналов, вырабатываемых чувствительными элементами, усилителем и формирователем.Устройство для измерения крутящего момента (фиг. 1) содержит зубец 1 модулятора, связываемого в процессе измерения с валом. Модулятор содержит 7. зубцов, причем четные зубцы конструктивно связаны с одной границей измерительной базы, а нечетные - с другой. Четные зубцы расположены в пазах между нечетными (без касания) и наоборот. Около зубцов модулятора установлены односторонние емкостные чувствительные элементы 2, 3 и 4, .располагающиеся в одной плоскости на одинаковом расстоянии от зубцов модулятора. Выходы чувствительных элементов 2 и 4 объединены и подключены к инвертирующему входу дифференциального усилителя 5, выход которого соединен с входом формирователя 6, Усилид тель 5 и формирователь 6 образуют блок 7 обработки информации, Неинвертирующий вход усилителя 5 подключен к выходу чувствительного элемента 3. Источник 8 двухполярного постоянного напряжения подключен положительной клеммой к электродам возбуж- . дения чувствительных элементов 2 и 4 (точка а на фиг. 1), а отрицательнойк электроду возбуждения чувствительного элемента 3 (точка б на фиг. 1). Расположение зубцов 1 модулятора относительно элементов 2-4 выбрано50 так, что при определенном угловом положении вала зубец 1 полностью "накрывает" чувствительный элемент 3 и частично - элементы 2 и 4, Аксиаль-: ные размеры зубца 1 и чувствительных элементов 2-4 выбраны иэ условия1 збца= Лцентр,ч,в,крейн.и.э.центР ч.э.67 2Устройство работает следующим образом.При прохождении зубцом модуляторарабочей области емкостного датчикаего межэлектродная емкость сначалауменьшается (зубец входит в рабочуюобласть), а затем увеличивается доисходного значения (зубец выходит израбочей области). Причем выходные напряжения источника 8 питания выбираются равными по модулю, но противоположной полярности,Ток через клемму В элемента 3,обусловленный перемещением зубца привращении вала ЙСв-Б1 В где П, - напряжениеисточника 8 (клемВма "-");С - емкость чувствительного эле 3мента 3.Знак "-" объясняется отрицательнойполярностью напряжения возбужденияПвАналогично для элементов 2 и 3(учитывая, что токи через их выходныеэлектроды суммируются) ток черезклеммус 1(С+С)1 = Б1в д где С ,С - емкости элементов 2, 4.Выходной сигнал дифференциальногоусилителя 5 определяется разностью его входных токов К(д - д,),Б -5где К - коэффициент преобразованияток - напряжение усилителя 5по каждому из входов.При переходе выходного сигнала усиусилителя 5 через нуль формирователь 6 вырабатывает сигнал,:являющийся выходным сигналом устройства.Влияние помех на работу датчика учитывается следующим образом, Акси,альная длина элемента 3 и сумма длин участков элементов 2 и 4, взаимодей" ствующих с зубцом 1, равны, откуда следует равенство токов помехи через 11 1 11 11+ и - клемм усилителя 5 и нулевое значение сигнала помехи на выходе усилителя 5.Одновременно непараллельность измерительных зубцов модулятора совмещенного типа не влияет при аксиальТираж 776 НИИПИ Государствен по делам изобрете 13035, Москва, Ж, О/28 ВЗаказ Подписно о комитета СССР ий и открытий аушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,ном перемещении вала на результат измерения, так как с чувствительными элементами 2-4 при любых допустимых аксиальных перемещениях взаимодействует один и тот же участок зубца дли5 ной 1. формула изобретения 10Устройство для измерения крутящего момента, содержащее зубчатый модулятор, три односторонних емкостных чувствительных элемента, установленных с зазором относительно зубцов модуля- б тора, входы которых подключенык двух- полярному блоку питания, а выходы - к блоку обработки сигналов с дифференциальными входами, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности, в него введен центральный емкостной чувствительный элемент, размещенный между двумя односторонними чувствительными элемента-ми, одноименные электроды которыхсоединены параллельно, а аксиальныеразмеры зубцов модулятора, центрального и крайних чувствительных элементов выбраны из условия ф 1 мю1 райн ч.р1 цинабр ч.ь 1.где 1- длина зубца модулятора в аксиальном направлении;1 центр.ю 1-. ц, длины соответственно центрального и крайнего чувстви