Динамометр для вращающегося вала

(54)(57)ВАЛА, содий т анс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(прототип),ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ержащий блок питания, питаю щ р форматор, включающий в себя статорную и роторные обмотки, измери тельный трансформатор, включающий в себя ротор и статор, каждый из которых содержит равномерно расположен ные по окружности Ш -образные сердечники с обмотками, измерительный блок, а также тензорезисторный мост, одна диагональ которого подключена к роторной обмотке питающего трансфформатора, к статорной обмотке которого подключен блок питания, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьшения точности при измерении нескольких компонентов силы, внего введены дополнительные тензорезисторные мосты, одни диагонали которых подключены к роторной обмоткепитающего трансформатора, а ротори статор измерительного трансформаторвыполнены в виде колец из электропроводного материала, причем на внешнейцилиндрической поверхности ротора ина внутренней цилиндрической поверхности статора выполнены пазы, в каждый из которых установлен Ш -образныйсердечник с обмоткой, при этом расстояние между пазами выполнено не меньше, чем ширина Щ -образных сердечников ротора, а количество Ш -образныхсердечников в роторе и статоре одинаково и равно удвоенному количествутензорезисторных мостов, вторые диагонали которых подключены к концампоследовательно соединенных обмотоксоответствующих пар диаметрально-противоположных 111 -образных сердечников ротора, причем обмотки пар диаметрально-противоположных Ш -образныхсердечников статора соединены последовательно и подключены к соответствующим входам измерительного блока.1 11083Изобретение относится к измерите- льной технике, в частности к много- компонентным динамометрам для вращающихся валов, и может быть использовано для измерения сил на вращающихся объектах,Известен динамометр для вращающихся валов, содержащий блок питания,тензорезисторный мост и измерительный блок 13.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является динамометр для вращающегося вала, содержащий блок питания, питающий трансформатор, включающий в себя статорные и роторные обмотки, измерительный трансформатор, включающий в себяротор и статор, каждый из которыхсодержит расположенные по окружностиШ-образные сердечники с обмотками,измерительный блок, а также тензорезисторный мост, одна диагональ которого подключена к роторной обмотке питающего трансформатора, к статорной обмотке которого подключенблок питания 2 ,Однако известные динамометрынедостаточно точны и не могут измерять несколько компонентов силы.30Целью изобретения является повышение точности при измерении нескольких компонентов. силы,Указанная цель достигается тем,что в динамометре для вращающегосявала, содержащий блок питания, питаю-Зщий трансформатор, включающий в себястаторную и роторные обмотки, измерительный трансформатор, включающийв себя ротор и статор, каждый из которых содержит равномерно расположен 40ные по окружностиШ -образные сердечники с обмотками, измерительный блок,а также тензорезисторный мост, однадиагональ которого подключена к роторной обмотке питающего трансформатора, к статорной обмотке которогоподключен блок питания, введены дополнительные тензорезисторные мосты,одни диагонали которых подключенык роторной обмотке питающего трансформатора, а ротор и статор измерительного трансформатора выполнен ввиде колец из электропроводного материала, причем на внешней цилиндрической поверхности ротора и на внутренней цилиндрической поверхностистатора выполнены пазы, в каждыйиз которых установлен Ш-образный 41 ъсердечник с обмоткой, при этом расстояние между пазами выполнено не меньше, чем ширина О-образных сердечников ротора, а количество Ы-образных сердечников в роторе и статоре одинаково и равно удвоенному количеству тензорезисторных мостов, вторые диагонали которых подключены к концам последовательно соединенных обмоток соответствующих пар диагонально-противоположных Ш-образных сердечников ротора, причем обмотки пар диаметрально-противоположных Щ-образных сердечников статора соединены последовательно и подключены к соответствующим входам измерительного блока.На фиг. 1 представлена схема динамометра для вращающегося вала; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - электрическая схема динамометра.Динамометр для вращающегося вала представляет собой упругую систему 1, закрепленную в разрыве вращающегося вала 2, на который действует измеряемая сила Р, произвольно направленная в пространстве. На упругой системе 1 размещены тензорезисторы 3, собранные в измерительные мосты 4. Питание измерительным мостам 4 подводится через блок 5 передачи питания, а измеряемый сигнал поступает на блок б передачи сигнала. Блок 5 передачи питания представляет собой трансформатор, магнитная система которого выполнена из двух концентрических колец 7 и 8, выбранных из Ш-образных сердечников 9.Щ -образные сердечники 9 концентрического кольца 7 закреплены на дюралевом кольце 10, установленном на валу 2. Щ -образные сердечники 9 концентрического кольца 8 закреплены на дюралевом кольце 11, установленном на корпусе 12, внутри которого вращается вал 2, Щ -образные сердечники 9 концентрического кольца 7 установлены на дюралевом кольце .10 основанием к поверхности вала 2, а на концентрическом кольце 8 - основанием к внутренней поверхности дюралевого кольца 11. В кольцевых пазах концентрических колец 7 и 8 уложены одинаковые обмотки 13 и 14, соединенные встречно-последовательно в каждом кольце, Питание по.15 ступает от внешнего источника 15 переменного напряжения частотой20 кГц к обмотке 13 концентрического кольца 8 и далее от обмотки 14 концентрического кольца 7 - к измерительным мостам 4 упругой системы 1.Блок 6 передачи сигнала выполнен из дюрали в виде прямозубых цилиндрических колес 16 и 17 с одинаковымчетным числом зубьев. Внутреннее колесо 16 закреплено на валу 2, авнешнее кольцо 17 - на корпусе 12.В пазах колес 16 и 17 установлены Ш -образные сердечники 18 и 19соответственно, которые выполнены из феррита, причем Ш -образные сердечники 19 имеют толщину в два раза большую толщины В -образных сердечников 18.На каждом из К-образных сердечников 18 и 19 навита обмотка 20 и 21 соответственно, при этом обмотки каждых двух диаметрально противоположных Ш -образных сердечников18 и 19 соединены последовательно25 и подключены соответственно к диагоналям измерительных мостов 4 и входам многоканального вторичного измерительного прибора 22,Расстояния между Ш-образными сердечниками 18 и между Ш -образными сердечниками 19 не менее толщины Г-образного сердечника 18.Измерение сил осуществляетсяследующим образом, 35При вращении вала 2 возникают силы, воспринимаемые упругой системой 1 и закрепленными на ней тензорезисторами 3, собранными в измерительные мосты 4. Сигнал с них поступает на обмотки 20. Когда Ш -образный сердечник 18 окажется напротив первого по ходу вращения Щ -образного сердечника 19, включается система отсчета в многоканальном вторичном измерительном приборе 22, которая запускает процесс измерения на время, равное целому числу периодов напряжения питания. Число периодов выбрано таким образом, чтобы обеспечить требуемую точность измерения при максимальной скорости вращения вала. При этом происходит одновременное снятие сигнала со всех измерительных мостов 4. При перемещении Ш -образного сердечника 18 к следующему Щ -образному сердечнику 19 весь цикл повторяется.За один оборот вала 2 количество измерений сигнала с каждого измерительного моста 4 равно числу Ш -образных сердечников 19.Расстояние между Ш-образными сердечниками 18 и 19 и толщина зуба колес 16 и 17 выбраны из условия исключения взаимной индуктивной связи между соседними измерительными каналами.Предлагаемый динамометр для вращающегося вала позволяет повысить точность и информативность в результате многократного снятия измерительного сигнала с каждого измерительного моста за один оборот, исключения взаимного влияния соседних каналов и умень-: шения влияния радиального биения вала.1108341 гг Составитель А.Амахаеселовская Техред М.Кузьма КорректоР М,Демчик едакт 823 аказ одписн та СССытий 4/ илиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектн 4/30НИИПИ Госудно делам13035, Моск Ти ствен обрет Жго комите ий и откр Раушская наб.