Магнитоупругий преобразователь крутящего момента

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 972275 Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 07.11.82. Бюллетень41Дата опубликования описания 17.11.82 ло делам лзооретекий и открытий(54) МАГНИТОУПРУГИй ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА1Изобретение относится к силоизмерительной технике.Известен магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий ферромагнитный вал, неподвижную кольцевую электромагнитную систему и измерительную схему 1.Однако этот преобразователь не обеспечивает требуемой точности измерения.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий ферромагнитный вал, неподвижную кольцевую электромагнитную систему, плоскости магнитопроводов которой расположены под углом 45 к оси вала и под углом 90 одна к другой, а обмотки уложены в пазах магнитопроводов концентрично оси вала, и мостовую измерительную схему 2,В известном преобразователе имеют место значительные потери в вале на вихревые токи, которые увеличивают реактивную составляющую магнитного сопротивления вала и, соответственно, полное его магнитное сопротивление. Это приводит к уменьшению индуктивностей и индуктивных сопротивлений обмоток маснитопроводов, что снижает чувствительность и точность измерений.Цель изобретения - повышение чувст вительности и точности измерения.Указанная цель достигается тем, что впреобразователе ферромагнитный вал выполнен из цилиндрических стержней, вписанных в окружность вала и жестко закрепленных по концам между собой.На фиг. 1 показан преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1,Магнитоупругий преобразователь крутящего момента содержит упругий ферромаг 1 з нитный вал 1, который выполнен из цилиндрических стержней 2 круглого сечения, вписанных в окружность вала. Стержни 2 жестко закреплены по концам между собой с помощью цилиндрических втулок 3. Стержни 2 вала 1 охватывают два кольцевых статора 4 и 5 из листовой электротехнической стали, плоскости которых расположены под углом 45 к оси вала и под углом 90 одна к другой. Оба статора закреплены в корпусе 6, в подшипниках которого располагают 97227551015 20 а 30 35 ся втулки 3 вала 1. В пазах кольцевых статоров 4 и 5 по их внутренним окружностямраспределены петлевые обмотки 7 и 8, расположенные к плоскостям статоров под углом 45. Обмотки 7 и 8 включены в плечиизмерительного моста, запитанного напряжением .).Магнитоупругий преобразователь работает следующим образом.При отсутствии крутящего момента (М ==О) и полной изотропности стержней 2 вала 1 измерительная схема сбалансированаи сигнал 11 на выходе равен нулю.При воздействии крутящего момента(М э 0) на ферромагнитный вал 1 стержни 2 скручиваются и в них возникают напряжения сжатия и растяжения, направленные к их осям и к оси вала 1 под углом45 и под прямым углом друг к другу.Под действием напряжений растяжениямагнитные проницаемости стержней 2 вала 1в этом направлении увеличиваются, а поддействием напряжений сжатия в перпендикулярном направлении - уменьшаются. Этоприводит к увеличению индуктивного и, следовательно, полного сопротивления, например, обмотки 7 одного статора 4 и к уменьшению индуктивного и полного сопротивлений обмотки 8 другого статора 5,В результате возникшей анизотропностистержней вала меняются сопротивленияплеч моста, и на выходе появляется напряжение, пропорциональное крутящему моменту Ь =КМ.При изменении знака момента на обратный меняется знак изменения магнитных проницаемостей стержней 2 во взаимно перпендикулярных плоскостях вала 1, охваченныхкольцевыми статорами с обмотками. Сопротивление обмотки 7 статора 4 уменьшается,а сопротивление обмотки 8 статора 5 увеличивается. Сигнал на выходе мостовой схемы меняет свой знак.Использование в предлагаемом магнитоупругом преобразователе крутящего момента вала, который выполнен из цилиндрических стержней круглого сечения, вписанных в окружность вала и жестко закрепленных по концам между собой, позволит снизить потери на вихревые токи и тем самым уменьшить реактивную составляющую магнитного сопротивления вала и, соответственно, полное его магнитное сопротивление. Это приводит к увеличению индуктивностей, индуктивных и полных сопротивлений обмоток статоров, что повышает чувствительность и точность измерения преобразователя.Формула изобретенияМагнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий ферромагнитный вал, неподвижную кольцевую электромагнит. ную систему, плоскости магнитопроводов которой расположены под углом 45 к оси вала и под углом 90 одна к другой, а обмотки уложены в пазах магнитопроводов концентрично оси вала, и мостовую измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, в нем ферромагнитный вал выполнен из цилиндрических стержней, вписанных в окружность вала и жестко закрепленных по концам между собой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Гинзбург В. Б, Магнитоупругие датчики. М., Энергия, 1970, с. 57.2. Авторское свидетельство СССР732694, кл. б 01 1. 3/10, 10.04,78 (прототип).ешет пик Состав ь Техред Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж - 35,Филиал ППП Патент, г.итель Г. ЦелибеевИ. Верес Корректор887 Подписноеного комитета СССРний и открытийРаушская наб. д. 45Ужгород, ул. Проектная,