Устройство для измерения моментов

11 11777500 НИЕЕНИЯДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) УСТРОЙСТВО ЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТ Изобретение относится к области силоизмерительной техники,Известный электромагнитный компенсационный моментомер, содержащий чувствительный элемент на упругой подвеске с рамками силовой обратной связи, датчик угла, усилитель компенсации, электромагнитный датчик отрицательной жесткости и регистрирующий прибор, не обеспечивает требуемой точности измерения 1.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения моментов, содержащее корпус, подвижную часть, установленную в опорах корпуса, датчик углового положения подвижной части, связанный со входом усилителя переменного тока электронного блока обратной связи, и моментный датчик постоянноготока, обмотка которого расположена на подвижной части 2,Недостатком устройства является низкая чувствительность,Целью изобретения является повышение чувствительности,Указанная цель достигается за счет того, что датчик углового положения выполнен в виде расположенной на подвижной части обмотки, плоскость которой перпендикулярна к плоскости обмотки моментного Бюллетень41 (53) УДК 531.781(088.8) писания 07.11,80 датчика, а электронный блок снабжен логическим устройством, реверсивным ключом, стабилизатором тока и источником питания переменного тока, причем один вход5 реверсивного ключа связан с выходом логического устройства, соединенного однимвходом с источником питания, другой - свыходом стабилизатора тока, при этом моментный датчик соединен с выходом ре 10 версивного ключа и с источником питания,а другой вход логического устройства связан с выходом усилителя,На фиг. 1 представлена конструктивнаясхема устройства; на фиг, 2 - схема элект 15 ронного блока обратной связи; на фиг. 3 -графики, поясняющие работу устройства.Устройство для измерения моментов состоит (см, фиг. 1) из корпуса 1, изготовленного из магнитомягкого материала, под 20 вижной части 2, установленной в опорахскольжения 3, и моментного датчика постоянного тока. Моментный датчик выполнен в виде рамочной двухсекционной обмотки 4, закрепленной в пазах на цилинд 25 рической поверхности колпачка 5, постоянного магнита 6, линия полюсов которогорасположена в плоскости чертежа, и немагнитной прокладки 7. Активная частьрамочной обмотки 4, совпадающая с образу 30 ющей колпачка 5, расположена по линии777500 50 55 60 65 3полюсов магнита 6. Устройство содержит датчик углового положения подвижной части, выполненной в виде двухсекционной обмотки 8, расположенной на колпачке 5 подвижной части 2 в плоскости, перпендикулярной к плоскости обмотки моментного датчика, Обмотки 4 и 8 подключены через ленточные токоподводы 9, 10 к электронному блоку обратной связи. Для демпфирования подвижной части 2 корпус 1 частично заполнен жидкостью 11, Передача измеряемого микромомента от испытуемого элемента 12 к подвижной части 2 осуществляется через ось 13, два фланца 14, один из которых скреплен с осью 13, а другой - с подвижной частью 2, и стяжек 15, проходящих через отверстия в корпусе 1. Электронный блок обратной связи (см. фиг. 2) выполнен в виде усилителя переменного тока 16, логического устройства 17 с двумя входами, реверсивного ключа 18, стабилизатора тока 19 и источника питания переменного тока 20.Логическое устройство 17 связано с реверсивным ключом 18, к которому подключены стабилизатор тока 19 и первая секция обмотки 4 моментного датчика. Первая секция обмотки 4 зашунтирована фильтрующей емкостью, а вторая секция подключена к источнику 20.Устройство работает следующим образом.В исходном положении переменный ток источника 20, проходя . по второй секции обмотки 4, взаимодействует с полем постоянного магнита 6 и преобразуется в синусоидальный момент, под действием которого подвижная часть 2 совершает угловые колебания вокруг оси вращения. Амплитуда колебаний А (см. фиг. З,а) определяется величиной тока, коэффициентом преобразования моментного датчика, коэффициентом демпфирования и моментом инерции подвижной части. Вследствие перпендикулярности плоскости обмотки 8 линии полюсов магнита 6 в последней индуцируется гармоническое напряжение 0 (см. фиг. З,б) удвоенной частоты по отношению к частоте колебаний подвижной части 2, Напряжение У преобразуется усилителем 16 и поступает на один из входов логического устройства 17, на другой вход которого подается информация об амплитуде колебаний подвижной части 2 от источника 20, Логическое устройство 1 формирует команды У управления реверсивным ключом 18 в моменты, когда напряжение У (см. фиг. З,б) равно нулю, а его производная положительна (см. фиг. З,в), Полярность команды определяется знаком производной от амплитуды А колебаний подвижной части 2. Положительные команды формируются при подходах обмотки 8 справа к нейтральной линии магнита 6, которая перпендикулярна линии полюсов и характеризуется нулевым 4значением напряженности магнитного поляв зазоре моментного датчика, а отрицательные - при подходах слева, В силу симметричности колебаний обмотки 8 относитель 5 но нейтральной линии магнита появлениеотрицательных импульсов происходит в середине периода Т следования положительных импульсов (Т,=Т,).Реверсивный ключ 18, коммутируя ста 10 билизатор тока 19, направляет в первуюсекцию обмотки 4 ток 1 по закону (см,фиг. З,г), Моментный датчик в силу отсутствия постоянной составляющей в токе 1 иналичия шунтирующей емкости практиче 15 ски не прикладывает момента к подвижнойчасти.Под действием измеряемого моментаподвижная часть 2 развернется на угол Ао,вызвав смещение обмотки 8 относительно20 нейтральной линии магнита 6 на ту же величину. В процессе синусоидальных колебаний подвижной части 2 время Т, нахождения обмотки 8 слева относительно нейтрали магнита превышает время Т, пребы 25 вания ее справа от нейтрали (см. фиг.З,д).Поэтому напряжение У, индуцированное вобмотке 8, имеет вид, представленный нафиг. З,е, а команды управления К,.у логического устройства 17 формируются в соотЗО ветствии с фиг, З,зс, Поскольку время Т втечение которого в первую секцию обмотки4 направляется ток от стабилизатора 19через ключ 18 положительной полярности,превышает время Т подключения тока отЗ 5 рицательной полярности, то в обмотке 4выделится постоянная составляющая тока,пропорциональна разности Т - Т, (см.фиг. З,з). Постоянная составляющая токав обмотке 4 моментного датчика создает40 момент, который по системе отрицательнойобратной связи компенсирует измеряемыймомент, Выходная информация устройствав виде широтно-импульсного модулированного сигнала (разности Т, - Т) формирует 45 ся устройством 17,Формула изобретенияУстройство для измерения моментов, содержащее корпус, подвижную часть, установленную в опорах корпуса, датчик углового положения подвижной части, связанный со входом усилителя переменного тока электронного блока ооратной связи, и моментный датчик постоянного тока, обмотка которого расположена на подвижной части, отличающеесятем, что, с целью повышения чувствительности, датчик углового положения выполнен в виде расположенной на подвижной части обмотки, плоскость которой перпендикулярна к плоскости обмотки моментного датчика, а электронный блок снабжен логическим устройством, реверсивным ключом, стабилизатором тока и источником питания переменного тока, причем один вход реверсивного ключа777500 У И ф связан с выходом логического устройства, соединенного одним входом с источником питания, другой - с выходом стабилизатора тока, при этом моментный датчик соединен с выходом реверсивного ключа и с 5 источником питания, а другой вход логического устройства связан с выходом усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР356494, кл. б 011. 3/14, 14,01.71.2. Авторское. свидетельство СССР по заявке2674328/18-10, 0 011. 3/00, 18.10.78 (прототип).пография пр, Сапунова, 2 НПО Поиск каз 2413/12 4 д. Яо Тираж 1033 Подписное