Устройство для измерения крутящегомомента ha вращающихся валах

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 190478 (21)2 б 06447/18-10с присоединением заявки НР(51)М. Кл.з С 01 Ь 3/10 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий,т ( ,) Куйбышевский инженерно-строительный нним. А. И,Микояна 1) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИ МОМЕНТА НА ВРАцАЮ 1 ИХ РУТЯЩЕГОВАЛАХ силоиз ЯИзобретение относится к мерительной технике.Известное устройство для измерения механических напряжений содержа щее генератор прямоугольных импульсов, магнитоупругий датчик дроссельного типа и схему измерения постоянной времени электрической цепи датчика 1) .10Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности измеренияНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения крутящего 15 момента на вращающихся валах, содержащее блок магнитоупругих преобразо-. вателей, вход которого связан .с генератором импульсов, а выход - с измерительной схемой 2). 20Недостатком известного устройства также является низкая точность изме" рения из-за зависимости выходного сигнала устройства от скорости вращения вала.Влияние скоростного эффекта определяется коэффициентом 8, пропорциональным отношению скорости среды к фазовой скорости электромагнитной волны в этой среде, Влияние скорост ного эффекта отсутствует при С)1.При измерении крутящего момента спомощью такого устройства генераторвырабатывает. импульсы напряжения прмоугольной форты и в движущейся среде распространяется электромагнитноеполе, спектральная плотность которого сосредоточена в области низкихчастот. При этом для большей части.спектра условие д1 не выполняется, что и является причиной влияния скорости вращения вала на результат измерения. Цель юизобретени я - повышение точности измерения за счет устранения влияния скорости вращения вала.Указанная цель достигается тем, что генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульса запуска и фор мирователя опросного импульса, а измерительная схема - в виде последовательно соединенных ограничителя амплитуды, схемы памяти, связанной с выходом формирователя импульса сброса, и регистратора, причем вход формирователя импульса сброса соединен с формирователем импульса запуска генератора импульсов.На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - функциональная схема генератора с магнитоупругими преобразователями на фиг.З - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства. 5Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах (фиг.1 и 2) содержит генератор импульсов в виде последовательно соединенных формирователя 1 импульса запуска и форми(О рователя 2 опросного импульса, блок 3 магнитоупругих преобразователей,установленный около контролируемого вала 4, и измерительную схему в виде последовательно соединенных ограничителя 5 амплитуды, схемы ь памяти и регистратора 7Вход формирователя 8 импульса сброса измерительной схемы связан с Формирователем 1 импульса запуска генератора импульсов, а выход - со схемой б памяти. Вход ограничителя амплитуды соединен с выходом блока 3 магнитоупругих преобразователей,-. Формирователь 2 опросного импульса (фиг.2) состоит из разделительной емкости 1, резисторов 21, В 2, транзис тора Т 1 в ключевом режиме, нагрузкой которого служит трансформатор Тр 1, параллельно первичной обмотке которого включена емкость С 2. Ко вторичной обмотке трансформатора подключена по 30 дифференциальной схеме обмотки Ь 1 и 2 блока 3 магнитоупругих преобразователей.Устройство работает следующим образом. 35Формирователь 1.импульса запуска вырабатывает короткие прямоугольные импульсы (фиг.З эпюра 1) с амплитудой достаточной для запуска высоковольтного каскада. Эти импульсы поступают на формирователь 2 опросного импульс, представляющий собой высоковольтный каскад на транзисторе Т 1 в ключевом режиме, С прихОдом импульса запуска транзистор Т 1 открывается ив нагрузке его возникает переход ный процесс, носящий вид затухающих колебаний. Элементы С 2, Тр 1, Ь 1, Ь 2 выбраны так, чтобы частота колебаний удовлетворяла условиючв2 Ггде т - частота затухающих колебаний;Л - магнитная проницаемостьи электропроводность материала вала;М - линейная скорость поверхности вала.Таким образом, на блок магнитоупругих преобразователей подается им- О пульс с частотой заполнения Во = 22 Х, при этом в движущейся среде распространяется электромагнитное поле,спектральная плотность которого сосредоточена в области частот + ЖО . ВыбОр частоты заполнения из условия (1) позволяет исключить влияние скорости вращения вала так как в этом случае коэФфициент д 4 1.Разностной сигнал, образующийся на резисторе Р 2,также представляет собой колебательный процесс с той же астотой (фиг.З эпюра 2).Сигнал с дифференциальной схемы подается на ограничитель амплитуды 5 снизу. Амплитуда ограниченного сигнала (Фиг.З эпюра 3), несущая информацию о крутящем моменте, запомийа-ется схемой б памяти (фиг.З эпюра 4) и регистрируется регистрирующим устройством 7,Для перевода схемы памяти в исходное состояние служит формирователь .8 импульса сброса, работой которого управляет формирователь 1 импульсазапуска. Формирователь ю вырабатывает импульсы (фиг.З эпюра 5), совпадающие по времени с импульсами запуска.Использование в устройстве генератора импульсов, частота заполнения которых выбрана из условия (1), а также ограничителя амплитуды, схемы памяти и формирователя импульса сброса в измерительной схеме позволяет исключить влияние скорости вращения вала на результат измерения и, следовательно, повысить точность измерений.формула изобретенияУстройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах, содержащее блок магнитоупругих преобразователей, входкоторого связан с генератором импульсов, а выход - с измерительной схемой, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения влияния скорости вращения вала, генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных Формирователя импульса запуска и формирователя опросного импульса, а измерительная схема - в виде последовательно соединенных ограничителя амплитуды, схемы. памяти, связанной с выходом формирователя импульса сброса, и регистратора, причем вход формиро" вателя импульса сброса соединен с формирователем импульса запуска генератора импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 387231, кл. 6 01 Ь 1/12, 20,04.702Авторское свидетельство СССР.9 626371, кл. 6 01 Ь 3/10, 05.11.76823905 и 8.,7 Составитель Г.ЦелибеевВолкова Техред Н,Граб Корректор Н.Бабннец едакт филиал ППП фПатентф, г.уагород, ул.Проектная, 4 Закаэ 2088/56 Тираа 907 ВНИИПИ Государственного комит по делам иэобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раущска