Устройство для измерения крутящего момента

(45) Йата опубликования описания 27.06.78 кудараввввы 9 внетоВапа Мвватра 3 Мв доан взэброввв 9и аткрвпвв Я) УЙК 531 7. За игральный научю-испытательный полигон - фи "ВНИИСтройдормаш" нсги тута 71) Заявите 54) У ВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯЦЕГО МОМЕНТА Изобретение относится к силоиэмеритепьной технике и предназначено дпя измерения крутящего момента.Известное устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий элемент, на концах которого расположены измерительные диски, усилители, счетчик импульсов регистратор, не обеспечивает требуемой точности измерения крутящего момента 111 .Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения крутящего момента, содер жащее упругий элемент, на концах которого закреплены измерительные диски, основные датчики скорости вращения упругого элемента, каждый из которых размещен у соответствующего измерительного диска и через свой усилитель-ограничитель связан с входами сумматора по модулю два, и регистрирующее устройство 1 2К недостаткам известного устройства относится низкая точность измерения крутящего момента,Бель изобретения - повыщение точнос-ти измерения.Это достигаетсж тем, что в предлагаемое устройство введены дополнительные 5 датчики скорости со своими усипителямиограннчителями, расположенные с равными и противоположными угловыми сдвигами по отнощению к соотвегствуошим основным датчикам, формирователь опорно- О го фазового интервала, первый и второйинтеграторы и компаратор, при этом выходы всех усилителей-ограничителей соединены с входами формирователя опорногофазового интервала, выход которого сое дннен с входом первого интегратора, входуправления которого подключен к выходусумматора по модулю два, с которым гавже соединен вход второго интегратора, авыходы обоих интеграторов подключены к Ю входам компаратора, соединенного по выходу с регистрирующим устройством и свходом управления второго интегратора.На чертеже приведена функциональнаясхема описываемого устройства дпя иэме рения крутящего момента,Устройство содержит упругий элемент 1,на концах которого установлены измерительные диски 2,3 с магнитной нпи инойпериодичностью по 1 периферии, дополнительные датчики скорости 4, 8,смещенные оэносительно основных датчиков 6, 7 в про-тивопопожные стороны нв угол, равный сум ме числа угловых делений периодичностидисков 2, 3 и угла закручивания упругого элемента 1 при действии на него едияичного момента.16Основные 6, 7 и дополнительные 4, 8датчики скорости соединены с усилителями-ограничителями 8, 9, 10, 11.Выходы усипитепей-ограничителей 8,11 соединены с сумматором по модулюцвв 12. Выходы усилителей-ограничителей 8, 9, 10, 11 соединены со входамиформирователя опорн,го фазового интервала 13, выход которого соединен с входомпервого интегратора 14. Вход управления 20первого интегратора 14 соединен с выходомсумматора по модулю два 12,Выход сумматора по модулю два 12соединен со входом второго интегратора18, а выходы интеграторов 14, 18 подвиочены к входам компарвтора 16. Выход компаратора 16 соединен с регистрирующим устройством 17 и с входом упрощения второго интегратора 18. формнрэватель опорногофазевого интервала 13 выЗОполнен, например, в виде сумматора помодулю два 18, входы которого соединены с выходами устройства определениянаправления вращения 19 упругого элемента 1, изображенного условно на чертеже 3в виде переключателя, Входы устройстваопределения направления вращения 19 соединены с воответсгвующими выходамиусилителей-ограничителей 8, 9, 10, 11.Выход сумматора по модулю два 18 является выходом формирователя опорного. фазового интервала 13.При вращении упругого элемента 1 сизмерительными дисками 2, 3 со скоростью И ,. например, в.направлении, укаванном на чертеже с выходов основныхи дополнительных датчиков скорости вращения упругого элевентв 4, 8, 6, 7 снимаются гармонические сигналы, которыепреобразуются усилителями-еграничителями 8, 9, 10, 11 .в прямоугольные импульсы типа "меандр". Импульс с выхода усилителя-ограничителя 9 опережвегпо фазе импульс с выхода усилителя-огра.ничителя 8, а импульс с выхода усилите фля-ограничиици. 10 отствет по фазе. отимпульса с выхода усилителя-ограничителя 11. Велйчинв фазового сдвига про порциональна величине углового смещения дополнительных датчиков скорости 4, 8 относительно основных датчиков скорости вращения 6, 7, а следователь. но, пропорциональна величине единичного момента. Сигналы с выходов усилителей-ограничителей 8, 9, 10, 11 поступают на входы формирователя опорного фазового интервала 13, При напрввпинии вращения упругог 9 элемента 1, указанном на чертеже, входы сумматора по модулю два 18 подключены через устройся. во определения направления вращения 19 к выходам усилителей-ограничителей 8, 9, С выхода сумматора по модулю два 18 снимаются импульсы, длительность которых пропорциональна величине единичного момента, Эти импульсы поступают на вход первого интегратора 14. При действии момента "М" происходит угловое смещение измерительных дисков 2, 3. Импульсы с усилителя-ограничителя 8 опережают по фазе импульсы с усилителя-ограничителя 11.Величина .фазового сдвига кратна величине действующего момента. Импульсы с выходов усилителей-ограничителей 8, 11 поступают на вход сумматора по модулю два 12, с выхода которого снимается фа зовый импульс длительностью, кратной величине измеряемого момента, причем, передний фронт .этого импульса совладает во времени с задним фронтом импульса, снимаемого с выхода формирователя опорно го фазового интервала 13.На выходе первого интегратора 14 фсфмируется напряжение, действующее в теч ние фазового импульса на первый вход ком паратора 16, Напряжение с вмхода второго интегратора 18 поступает на второй вход,компаратора 16. При равенстве напряжений на входах компаратора 16 на его выходе генерируется фиксирующий импульс, поступающий на вход регисгрирукацего устройства 17 и на управлякядий вход второе го интегратора 18. При этом напвакеиие на выходе второго интегратора 18 уста навпиваегся равным нулю, а после окончания действия фиксирующего импульса ввйь возрастает до момента сравнения с напра жением, действующим на первый вход ко 4- паратора 16. При равенстве иапракений на входах компаратора 16 вновь формируевся короткий импульс, поступающий на вход регистрирующего устройства 17 и управляющий вход второго интегратора 18. Эубг процесс продолжается до окончания фазе. вого интервала, в течение которого на вход регистрирующего устройства 17 лоо тупает количество импульсов, кратное величине измеряемого момента.Задним фронтом импупьсв, снимаемого с сумматора по модуню два 12, осущест- впяегся возврат нвпрюкения на выходе пер ного интегратора 14 к иупевому уровню.В сведующий попупериод гармонических сигнадов процесс измерения повторяется. При изменении направпения действия момента на прогивонопожное входы сумматора по модупю два 18 подкпючаются через устройство определения надрав-пения вращения 19 к выходам усипигепейограничитепей 10, 11.В дапьнейшем работа устройства анапогична.Иэ описания работы устройства дпя%измерения крутящего момента спедует, что измерение крутящего момента осуществпяется в течение времени, равного фвзовому ннтервапу, в каждый попупериоа спедования гармонических сигнапов. 76вФормупа изобретенияУстройство дпя измерения крутящего момента, содержащее упругий эпемент, на д концах которого звкреппены измеритепьные диски, основные датчики скорости вращения упругого апеменга, каждый из которых размещен у соответствующего иэмеритепьного диска и через свой усипи- зО тепь-огвничигепь сеязап: со входами суммагора по модупю ава, н регистрирующееустройство, о т и и ч в ю щ е е с я тем,что, с цепью повышения точности измерения, в него введены допопнигепьные датчики скорости со своими усипитепямн-ограничитепями, распопоженные с раинымии противопопакными угповыми сдвигамипо отношению к соответствующим основ-ным датчикам, формироватепь опорного фазового иитервапа, первый и второй интесрагоры и компвратор, при этом выхоаывсех усяпитепей-еграничигепей соединеныс входами формироватепя опорного. фазового ингерввпа, выход которого соединен свходом первого интегратора, вход управпения которого подкпючен к выходу сумматора по модупю двв, с которым такжесоединен вход второго интеуэвгора, а выходы обоих интеграторов подвиочены квходам компарвгора, соединенного по вь 1ходу с регистрирующим устройством и свходом управнения второго интегратораИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Патент США % 3604255,кп. 73-136 А, 1971.2. фронов Л. Б. Измерение крутящего момента, Энергия, М., бибпиогеквпо, автоматике, вып, 228, с. 48-50,рнс. 31.619811 Составитепь А, Новиковктор С. Хейфиц Техред О, Андрейко Корректо епьниненко Заказ 4494/3 ЦНИфипиап ППП Патент, г. Мкгород, уУ. Проектн Тираж 1112 ПодписноеГосударственного комитета Совета Министров ССС о .депам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4/8