Способ измерения крутящего момента

(19) 151) 4 С 01 Ь 3 вд,ЕТЕНИЯ ОПИ 30 ЛЬСТВУ ОМУ СВИ ВТ(2 я влияния магии анизот ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ 1) 3921505/24-10(71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) Л.В.Жоховец, Н,М.Ивашутич и А.И.Левченко(56) Авторское свидетельство СССР В 1081444, кл. С 01 Ь 1/2, 1983.Авторское свидетельство СССР У 286294, кл. С 01 Ь 3/О, 1969. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА(57) Изобретение относится к области приборостроения. Цель изобретения - повышение точности за счет устраневала. При вращении нагруженного валавыходное напряжение преобразователя,пульсирующее с частотой вращения вала, поступает на измеритель следящего типа, который отслеживает и измеряет его максимальную за оборот валавеличину, Выходное напряжение преобразователя достигает своего максимального значения при том же угловомположении вала, при котором было максимальным его начальное выходное напряжение. Измерение происходит при одном и том же угловом положении вала,естественной меткой которого является максимальное выходное напряжениепреобразователя. 2 ил.Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающихся, ферромагнитных валах различных объектов.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения влияния магнитной анизотропии вала.На фиг, представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг,2 - осцилограммы выходного сигнала измерительной системы при вращении вала и мФ о.Устройство содержит магнитоупругий преобразователь 1 (например, контролируемый вал, либо элемент цилиндрической формы, жестко связанный с валом), электромагнитный трансформаторный преобразователь 2 крестового типа, источник 3 переменного тока, выпрямитель-усилитель 4, фильтр 5 низких частот, следящий измеритель 6 максимальной за оборот вала величины вь 1 ходного напряжения, датчик 7 углового положения вала.Крутящий .момент, приложенный к валу, изменяет магнитные свойства магнитоупругого преобразователя 1. Это приводит к изменению напряжения на вторичной (измерительной) обмотке электромагнитного трансформаторного преобразователя 2, обмотка возбуждения которого запитана от источникаф3 переменного тока, Величина тока возбуждения выбирается так, что материал магнитоупругого преобразователя 1 и материал сердечников электромагнитного трансформаторного преобразователя 2 не достигают намагниченности насыщения, Измерительная обмотка преобразователя 2 зашунтирована емкостью. Емкость выбрана.так, что резонансная частота КС-контура равняется частоте тока, питающего преобразователь 2, Измерение при этом происходит на первой гармонике частоты питания преобразователя. Высокочастотное напряжение с измерительной обмотки выпрямляется и усиливается выпрямителем-усилителем 4. Фильтр 5 низких;частот выделяет постоянную составляющую (выходное напряжение измерительной системы).Величина выходного напряжения зависит от углового положения вала в момент измерения и оказывается пульсирующей с периодом, равным периодувращения вала.Способ реализуЕтся следующим обраУ поверхности контролируемого вала устанавливают преобразователькрестового типа так, что ось егомагнитопровода возбуждения направле 10 на вдоль оси контролируемого вала,Запитывают обмотку возбуждения от источника переменного тока. Поворачивая ось магнитопровода к направлениюпредполагаемого действия главных рас 15 тягивающих. напряжений, добиваютсятого, что фаза вторичного напряженияодинакова при любом угловом положении ненагруженного вала. Находят угловое положение вала, при котором20 амплитуда выходного напряжения имеетмаксимальное значение. Градуируют вэтом положении преобразователь, ступенчато нагружая неподвижный вал.При вращении нагруженного вала25 выходное напряжение преобразователя,пульсирующее с частотой вращения вала, поступает на измеритель 6 следящего типа, который отслеживает и измеряет его максимальную за оборот ва 30 ла величину, Выходнбе напряжение преобразователя достигает своего максимального значения при том же угловомположении вала, при котором было максимально его начальное выходное напЗ 5 ряжение, Таким образом, измерениепроисходит при одном и том же угловом положении вала, естественнойметкой которого является максимальное выходное напряжение преобразова 40 тюлЯ,В качестве измерителя 6 можетбыть использован импульсный вольтметр, сброс счета которого осуществляется по сигналу с датчика 6 угло 45 вого положения вала,Измеритель момента по предлагаемо-.му способу может работать без датчика 7 углового положения вала. Для 50 этого достаточно чтобы сброс счета визмерителе 6 максимальной величиныосуществлялся реже, чем один раз заоборот вала (например, от внутреннего генератора сброса счета).55 Формула изобр етенияСпособ измерения крутящего момента, действующего на цилиндрический3686ферромагнитный вращающийся вал, заключающийся в намагничивании контролируемого участка вала накладным крестообразным преобразователем трансформаторного типа и измерении вторичного напряжения преобразователя, о тл и ч а ю щ и й с я. тем, что, с целью повьппения точности измерения за счет устранения влияния магнитной 73 4анизотропии вала, в процессе намагничивания изменяют его направление поворотом преобразователя до моментаотсутствия изменения фазы выходногонапряжения при вращении вала, отслеживают и измеряют максимальную заоборот вала величину выходного напряжения преобразователя и по ней судято величине крутящего момента.