Устройство для измерения крутящих моментов

(61) Дополнительное к авт.свид-ву В 437936 (22) Заявлено 2310,78 (21) 2676141/18-10 с присоединением заявки Йо(51)М. Кл,з 6 01 1. 3/10 Государственный комнтет СССР по дмаи изобретений н открытийДата опубликования описания 3009,80(72) Автор изобретения А.Е, Дубинин Куйбыаевский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ1Изобретение относится к области .силоизмерительной техники и можетбыть использовано для измерениякрутящего момента и мощности на валу.По основному авт, св. Р 437936известно устройство для измерениякрутящих моментов. Это устройствосодержит урругий,участок вала иэФерромагнитного материала и охватывающую вал электромагнитную систему,включающую кольцевой статор с распределенной по его внутренней поверхности трехфазной обмоткой возбуждения, два тороида, связанныемагнитопроводящими сегментами, и"две включенные последовательно избмерителеиме обмотки 1Недостатком этог ,устройстваявляется ограниченность его функциональных возможностей;Цель изобретения - расюирениефункциональных возможностей устройства,Это достигается тем, что в неговведены сигнальная обмотка скорости вращения вала, цилиндр изиемагнитного электропроводного металла и множительное устройство,причем сигнальная обмотка располо 2жена в одних пазах с трехфаэнойобмоткой возбуждения перпендикулярнок обмотКе одной фазы и подключенак одному из. входов множительного5 устройства, другой вход которогоподсоединен к измерительной обмотке,а цилиндр жестко закреплен на валупод кольцевым статором,На фиг. 1 представлена конструк 10 тивная схема устройства на фиг,2 цринципиальная схема.Устройство для измерения крутящихмоментов содержит цепь возбужденияи измерительную цепь. Цепь возбуж 15 дения состоит иэ кольцевого статора 1 с распределенной трехфазиойобмоткой 2, подключенной к источникутрехфазного напряжения. Статор ох"ватывает ФЕрромагнитный упругий вал20 3, закрепленный в подшипниках 4корпуса 5, На валу 3 жестко закреп"лен цилиндр б из немагнитного электропроводного металла (мель, алюминий),25 Измерительная цепь состоит из коль-цевых разрезных тороидов 7, сегмен"тов 8 и двух соединенных последовательно измерительных обмоток 9,охватывающих коаксиально вал 3. Цепь30 возбуждения н измерительная цепь767577 разделены"немагнитными прокладками10.В пазах статора 1 вместе с трехфаз"ной обмоткой 2 возбуждения расположена однофазная сигнальная обмотка 11 скорости вращения валапод углом 90 относительно одной из ее фаз (А) - фиг. 2.Сигнальная обмотка 11 и измерительныеобмотки 9 подключены к множительному устройству 12, которое всвою очередь подключено к регистриру-,1 фющему прибору 13, Выход сигнальнойобмотки 11 подключается к иэмерителЬному прибору 14 скорости вращения вала, а измерительные обмотки 9 - к измерительному прибору 15 15крутящего момента.Устройство работает следующим образом.При отсутствии крутящего момента вал устройства иэотропен и сигнал щна выходе измерительных обмоток 9равен нулю.При неподвижном вале пульсирующийпоток фазы А (фиг. 2) индуцируетв цилиндре 6 из немагнитного электропроводного металла ЭДС и возни- Юкают токи, которые создают магнитный поток, действующий по оси обмотки возбуждения, Этот поток ссигнальной обмоткой 11 нэ сцепляется, так как она сдвинута относительнб фазы А на 90 О . Поэтому напряжение сигнальной обмотки равнонулю. Напряжения, наведенные в сигнальной обмотке от двух другихфазВ и С , будут сдвинуты относи- Ительно друг друга на 180 о . Тогдаих результирующее напряжение в этойобмотке от фаз В и С равно нулю.При вращении вала 3 в цилиндре биндуцируется ЭДС вращения, в резуль-.тате чего в нем создается другаясистема токов. Эта система токовот фазы А создает поток, сцепляющийся с сигнальной обмоткой 11, наводя в ней ЭДС, пропорциональнуюскорости вращения вала. ЭДС, наведенные в цилиндре б от фазВ и С, вычитаются. Измерительный прибор 14регистрирует скорость вращения вала,Сигнал на выходе множительного устройства 12, фиксируемый измерительным прибором 13, равен нулю, поскольку сигнал измерительных обмоток9, регистрируемый прибором 15, равен нулю," При воздействии крутящего мо- Я6 ента,на вал 3 меняется его магнит 4ная проницаемость. Вследствие возникшей анизотропности вала появляется составляющая магнитного потока возбуждения, проходящая вдоль оси вала и замыкающаяся в измерительной цепи устройства, Эта сос-тавляющая потока, проходя через элементы 3, 7, 8 сцепляется с витками измерительных обмоток 9, наводя в них ЭДС, пропорциональную крутящему моменту на валу и фиксируемую измерительным приборбм 15, Одновременно сигнал с измерительных обмоток 9 подается на множительное устройство 12, на другой вход которого подается сигнал с сигнальной обмотки 11. Сигнал на выходе множительного устройства 12 равен произведению сигналов с обмоток 9, 11, т.епропорционален мощности на валу.Использование в устройстве дополнительной сигнальной обмотки скорости вращения вала и множительного устройства позволит производить измерение мощности на валу, а использование цилиндра из немагнитного электропроводного металла позволит снизить сопротивление вихревым током и, следовательно, повысить чувствительность устройства,формула изобретенияУстройство для измерения крутящих моментов по авт, св, Р 437936, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью расширения функциональных возможностей устройства,.в него введены сигнальная обмотка скорости вращения вала, цилиндр из немагнитного электропроводного металла и множительное устройство, причем сигнальная обмотка распол 6 жена в одних лазах с трехфазной обмоткой воэбужденйя перпендикулярно к обмотке одной фазы и подключена к одному иэ входов множительного устройства, другой вход которого подключен к измерительной обмотке, а цилиндр жестко закреплен на валу под кольцевым статором.Источники ййформации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР В 437936, кл, 6 01. 3/10, 1972,