Устройство для измерения крутящих моментов

(088.8) Бюллетень3сания 25.08.81 убли ковано 15,08.81.та опубликования оп вм нэвбретвфий н еткрцт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящих моментов.По основному авт. св.437936 известно устройство для измерения крутящих моментов. Это устройство содержит упругий ферромагнитный вал и охватывающую вал электромагнитную систему, состоящую из кольцевого статора с распределенной по его внутренней поверхности трехфазной обмоткой возбуждения, двух тороидов, связанных магнитопроводящими сегментами, и двух включенных последовательно измерительных обмоток 1.Недостатки этого устройства - низкая чувствительность и точность измерения изза зависимости выходного сигнала от скорости вращения вала, которая особенно сильно проявляется при скоростях вращения вала и поля возбуждения близких друг к другу.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения.Указанная цель достигается тем, что в него введена дополнительная обмотка возбуждения, запитанная от источника постоянного напряжения через фильтр низких частот, причем дополнительная обмотка возбуждения выполнена в виде двух катушек, охватывающих вал и расположенных между кольцевым статором и измерительными обмотками.На чертеже представлено устройство дляизмерения крутящих моментов.Устройство для измерения крутящих моментов содержит цепи возбуждения и измерительную. Цепь возбуждения состоит из кольцевого статора 1, выполненного из листе товой электротехнической стали с распределенной по его вутренней поверхности трехфазной обмоткой 2 возбуждения, подключенной к источнику 3 трехфазного напряжения. Статор 1 охватывает вал 4, закрепленный в подшипниках 5 корпуса 6. Вал 4 ко 1 з аксиально охватывает дополнительная неподвижная обмотка 7 возбуждения, которая выполнена в виде двух катушек, расположенных между кольцевым статором 1 и тороидами 8 и подключена к источнику 9 постоянного напряжения через фильтр 10 низких частот.Измерительная цепь состоит из кольцевых разрезных тороидов 8, сегментов 11 и двух соединенных последовательно измери 855413тельных обмоток 12, охватывающих коаксиально вал 4. Цепи возбуждения и измерительная разделены прокладками 13.Устройство работает следующим образом.Трехфазная обмотка 2 возбуждения соз 5дает вращающееся магнитное поле, пронизывающее вал 4 и замыкающееся в статоре 1.Дополнительная обмотка 7 возбуждения создает постоянный магнитный поток, замыкающийся через элементы цепи: вал 4, тороиды 8 и сегменты 11.При отсутствии крутящего момента (Л == О) вал устройства изотропен и сигнал навыходе измерительных обмоток 12 равеннулю,При воздействии крутящего момента 1(Л(=0) в вале 4 появляются механическиенапряжения сжатия и растяжения под углом45 к оси вала. В результате этого меняетсямагнитная проницаемость вала во взаимноперпендикулярных плоскостях. Под дейст Овием напряжений сжатия магнитная проницаемость вала уменьшается, а под действием напряжений растяжения - увеличивается. Вследствие возникающей анизотропности. вала появляется составляющая вращающегося магнитного поля возбуждения35 - бегущее поле, проходящее вдоль осивала и замыкающееся в измерительной цепи устройства. Эта составляющая магнитного потока Жв, проходя через элементы 4,8, 11 сцепляется с витками измерительныхобмоток 12, наводя в них ЭДС, пропорциональную крутящему моменту на валу, Одновременно с потоком Ф вследствие анизотропности вала появляется поперечная составляющая постоянного магнитного потока .Ф, которая проходит через вал.4 и замыкается в кольцевом статоре 1. Взаимодействие этой постоянной составляющей магнитного потока фп с вращающимся магнитным полем, создаваемым обмоткой 2 воз-, буждения, приводит к тому, что вал 4 устройства при скоростях вала и поля близких друг другу втягивается в синхронизм, т.е. начинает вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем возбуждения подобно синхронной машине (скорость вращения вала становится равной скорости вращения поля), Фильтр 10 низких частот препятствует прохождению переменного тока от наведенной ЭДС в обмотке 7 к источнику 9 постоянного напряжения.Использование дополнительной обмотки возбуждения позволяет автоматически вращать вал устройства синхронно с вращающимся магнитным полем возбуждения при близких скоростях вращения вала и поля, т.е. вращать вал с постоянной скоростью, что устраняет зависимость выходного сигнала от скорости вращения вала и повышает чувствительность и точность измерения.Формула изобретенияУстройство для измерения крутящих моментов по авт. св.437936, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, в него введена дополнительная обмотка возбуждения, запитанная от источника постоянного напряжения через фильтр низких частот, причем дополнительная обмотка возбуждения выполнена в виде двух катушек, охватывающих вал и расположенных между кольцевым статором и измерительными обмотками.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР437936, кл. б 01 1. 3/10, 19.06.72.елибее ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москва,филиал ППП Патдарственного ком ьзобретеннй и о Ж - 35, Раушска нтэ, г. Ужгород,5я, 4 Редактор И. КасЗаказ 6888/57 Составитель Г. ЦТехред А. БойкасТираж 907 Коррс Подпи итета СССР ткрытий я наб., д. 4 ул. Проектна тор М. Шарошиное