Измерительный преобразователь крутящего момента

(19) (И) 1, 3/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН роизводст ронприбор Кузнецова ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРАВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Авторское свидетельство СССР1183844, кл. О 01 Ь Э/10, 1984,Авторское свидетельство СССР .657281, кл. С 01 Е 3/101 1976. (54) ИЭМЕРИТЕЛЬНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯ 1 ЦЕГО МОМЕНТА(57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения изменения момента, действующего в различных кинематических цепях. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения влияния внешних помех. В 2 пазах полого цилиндрического чувствительного элемента 1 установлены намагниченные вставки 2 из магнитотвердого материала, создающие циркулярную намагниченность чувствительного элемента 1, Крутящий момент, действующий в исследуемой кинематической цепи передается на чувствительный элемент 1 через немагнитные втулки 3При изменении величины момента на выходе измерительной катушки 4 появляется сигнал. Для уменьшения влияния внешних помех измерительную катушку 4 охватывают компенсирующие катушки 5, а чувствительный элемент 1 и катушки 4, 5 защищены ферромагнитным экраном 6.Катушки 4 и 5 через апериодические звенья первого порядка соответственно подключены к прямому и инверсному входам дифференциального усилителя. С 4 ил.Изобретение относится к измеритепьной технике и предназначено дляизмерения изменения момента, действующего в различных кинематических це 5пях, и может быть применено, в основном, как элемент автоматизированныхсистем управления электромеханизмамии технологическими процессами.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшениявлияния внешних помех,.На фиг. 1 представлена конструкцияизмерительного преобразователя крутящего момента; на фиг 2 - сечениеА-А нафиг. 1; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг. 4 - распределениемагнитных потоков в преобразователе.Измерительный преобразователь кру птящего момента содержит полый цилиндрический чувствительный элемент 1 измагнитомягкого материалас продольными пазами в которых установленныевставки 2 из магнитотвердого материала (например, самарий-кобальт). После закрепления магнитотвердых вставок внутрь полого чувствительного элемента 2 продевают проводник, черезкоторый пропускают импульсный ток 30длительностью 0,5-1 с, достаточныйдля намагничивания вставок 2 до насыщения (фиг, 2). В результате чувствительный элемент 1 приобретаетостаточную циркулярную намагничен"ность. Чувствительный элемент включенв кинематическую цепь с помощью немагнитных (например, бронзовых) втулок (полумуфт) 3. Выступы втулок 3входят в соответствующие пазы поторцам чувствительного элемента 1,Чувствительный элемент 1 охватываютдве соосные с ним катушки:.измерительная 4 и компенсирующая 5. Катушки 4 и 5 и чувствительныйэлемент1 заключены в ферромагнитный экран6, Обмотка Ь измерительной катушки4 и обмотка Ьп компенсирующей катушки 5 (фиг. 3) через апериодическиезвенья первого порядка К 1 С 1 и КЗС 2подключены соответственно к прямомуи инверсному входам дифференциального усилителя 7, выход которогочерез усилитель 8 соединен с регистратором выходного сигнала. Параллельно обмотке Ь для регулированиякоэффициента усиления компенсирующего канала подключен переменный резистор К 2. Резистор КЗ выполнен также переменным для подстройки компенсирующего напряжения по фазе, Резисторы К 4-К 9 служат для установки необходимых режимов работы усилителей 7 и 8.Измерительный преобразователь работает следующим образом.При скручивании чувствительного элемента 1 появляется осевая составляющая магнитного потока Фо, пропорциональная величине момента, проходящая через вал и замыкающаяся внутри экрана. Условно на фиг, 4 осевая составляющая представлена состоящей из двух частей; фо фо фо фКонтур обмотки Ь, измерительной катушки 4 пронизывает поток Ф . Контур обмотки Ь компенсирующей катушки 5 сцеплен с Ф, ЭДС, наводимая в измерительной катушке с числом витков Я в момент изменения моментас 1 (фо+ф о)о ос 11ЭДС, наводимая в компенсирующей обмотке с числом витков Ук в момент изменения момента:1 Ф оок - кНапряжение на выходе операционного усилителя 8 пропорционально изменению момента действующего в исследуемой кинематической цепи и равноПеьк К 1(1 ц 1 к)где Ки К - коэффициенты усиленияусилителей 7 и 8,Внешнее переменное магнитное поле ф, также наводит ЭДС в обмоткахкатушек 4 и 5 (фиг, 4) Ф можнопредставить схематически состоящимиз двух составляющих, одна из которыхФ проходит по валу, а другая фипо ферромагнитному экрану. Составляющая одновременно пересекает контуризмерительной и компенсирующей катушек. Если И = Ик, то в катушках наводится примерно одинаковая ЭДС,Практически обмотка Ьимеет в 1,3-1,5 раза больше витков, т.е. с запасом Ук = (1,3-1,5)У,Обмотка Ь присоединена к резистору К 2, с помощью которого производится подстройка компенсирующего напряжения по амплитуде.5 1522051 6Апериодические звенья К 1 С 1 и К 3 С 3 ные в ферромагнитный экран полый цивыполняют одновременно две функции: линдрический чувствительный элементобеспечивают возможность подстройки с остаточной циркулярной намагниченкомпенсирующего напряжения по фазе ностью включенный в исследуемую ки 5с помощью резистора ВЗ и осуществля- нематическую цепь, две соосные с нимют необходимую для использования в катушки и дифференциальный усилитель,автоматизированном электроприводе отличающийся тем, что,передаточную функцию , с целью повышения точности эасчеты(р) = - -,уменьшения влияния внешних помех,т,+1 чувствительный элемент выполнен сгде Т = КС - постоянная времени зве- продольными пазами, в которых устана; новлены вставки иэ магнитотвердогор . - оператор Лапласа. материала, и включен в кинематическуюРезистор К 9 служит для установки 15 цепь через немагнитные. втулки, а каобщего коэффициента усиления (масшта-. тушки подключены к входам дифференцибирования), всего устройства в целом. ального усилителя через апериоФ а р м у л а и з о б р е т е н и я дические звенья первого .иорядИэмерительный преобразователь кру- ка.тящего момента, содержащий заключен19 одписно КНТ СССР таЖ роизводственно-издательский комбинат "Патент",од, ул. Гагарина, 101 ЗаказВНИИПИ 949/38ТирГосударственного коми113035, Моск изобретениям и открытиям5, Раушская наб., д. 4/5