Устройство для измерения крутящего момента

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 1 1, 3/14 51) 4 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОнДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(56) Патент США Иф 2007705кл. 73-136, 1935.Авторское свидетельство СССРВ 157540, кл. С 01 1, 3/14, 1962.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯШЕГО МОМЕНТА(57) Изобретмерительнойпользовано двращения принии электричловых механявляется поврение частотчастотное на ение относится к силоизтехнике и может быть исля мгновенного моментаразработке и исследоваеских машин и других сиизмовЦелью изобретения ышение точности и расшиного диапазона. Высокопряжение возбуждения от генератора 6, подаваемое на вход пьеэотрансформатора, эа счет обратногопьезоэффекта преобразуется в механические колебания резонансной частоты.Пьезотрансформаторы всех датчиковсилы соединены между собой каскадно,поэтому с выхода последнего датчикавысокочастотное напряжение, несущеев себе информацию о передаваемом моментоизмерительной муфтой моменте,через токосъемник 8 передается с вращающегося вала на вход выпрямителя19, где получается обратная градуировочная характеристика. Преобразованиеобратной градуировочной характеристики в прямую напряжения подается на фвход дифференциального усилителя 20,а е него - на нндннагор 2. Днанааон Щизмеряемых крутящих моментов можетрегулироваться за счет регулировкинапряжения возбуждения на выходе высокочастотного генератора 6. 1 з,п.ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к силоизмеительцой технике и может быть ис- ользсвано для измерения 1 гцсвеецсго момента вращения прц разработке и исследовании электрических мапие ц других силовых механизмов.Целью изобретения является повыюение точности и расоиренЕе частотага диапазона, ОНа фиг.1 приведена структурная схема устройства на фиг.2 - схема оментоизмерительцой еуфты, входящей в состав устройства на фиг.3 - раз рез А-А ца фиг,2; на фиг.А - схема силоизмерительного датчика, входяще.- го в состав устройства па фиг,5 - графики градуровочцьх зависимостей.Устройство для измерения крутящего момента содержит моментоизмерцтельную 20 муфту 1, которая состоит из двух соОсна устаеОВленных кулачксвых пслу" муфт 2 и 3 с равным кс 1 ичеством равномерно расположенньх ца окружности ,кулачков (еа фиг.2 и 3 показан вари,ант выполнения полумуфт с двумя ку- лачками), датчиков 4 силы и Винтов 5, высокочастотный генератор 6, регистратор 7 и токосъемник 8, механически связанный с полумуфтой 2, При 30 этом каждый датчик (е силы (фиг.Д) содержит силочувствительный элемент ,в виде пьезотрансформатора 9, корпус 10 и сцловводящий элемент 11 с кони- ческим наконечником, выполненные из диэлектрического материала, например текстоли"га, и контактные пластины 12 - 14 о При этом контактные плз.стины 12 и 13, являющиеся соответственно входом и выходом пьеэотрацсформатора, приклеены к основаю силоввсдящего элемента 1",. и к ним присоедипены гибкие выводы 15 и 16 соответственно. Контактная ПЕгастица 14, явл 5-"ющаяся общей для пьезатрацсфсрматс" ра, прикреплена к днищу корпуса 10 и к ней присоединен гибкий вывод 17.Розможен вариант исполнения сцлсчувствительного элемента датчека , силы В виде пакета последовательна соединеных 1 ьезотрансфрматсрсв,Количество датчиков 4 сеелы разно количеству кулачков ца потумуфте 2 В которых на заданном расста 5 ееи От аси полуе 5 уфты выполнечы гнезда 185 1 (фиг,2 и 3), в которых жестко закре 1-" лены датчики 4 сипы и поджаты силсвводящимй элементами 11 к .Оответствующим кулачкам палумуфты 3. При этом оси чувствительности датчиков 4 силь)ориентированы по касательной к акр "(Осте ксцеетричесй Оси полумуфт2 и 3Стсувств 1 гель.е элемец гы (т. е,пьезотрансфарматарь 9) всех датчиков4 силы соединены между собой каскадно, т,е. в последовательную цепочку,При этом к входу первого сцлочувствительцаго элемента в этой цепочке подключен высокочастотный генератор 6,а выход последнего в цепочке силачувствительцага элемента через тое.ссъемцик 8 подключен к регистратору 7.Последнии мажет быть вь палеен в видепоследовательно сседицеццьх Выпрямителя 19, диффе)енциаьцого усецчтеля20 и индикатора 2,Зысокочастстьй генератор 6 можетбыть смонтирован ца од сй из пслумуфт 2 или 3,. причем питание ега может осуществляться как от автаномцогс истсчпка устана 5 енесгГ) 1 а полумуфтах 2 и 3., так и от общего черездополцительеьЙ токосъемник.Устройство для измерения крутящегомомепта работает следующим образом,Полумуфты 2 и 3 устанавливают на ьалы 22 и 23 испытуемых узлов (например, мцкродвигателя и нагрузки) . Бинтами 5 обеспечивают заданное предварительное 1 оВ)(ате датчикаг, 4 силы. УстацЯВГ;пвают ца Выходе выссксчастат ного генератора 6 напряжение возбуждения с :астотй) равной резонансной частоте пьезстртсдтрьатсрсвРысакаастотеое цапряжелие Возбуждения подаваемое ца вход пьезстрансформатора 9 за счет обратцога пьезоэффекта преобр"зуется в механические колебания ргзсацсной асясты. 0 выхода пьезотрацс)среэтор 1 9 посредствам контактной ,"астиц).1 ."3 сццеаетсявысокочастотное напряжение генерируемое 11 пьезотраисформаторе 9, вследствие прямого пьезаэ(Ъфекта, Каэффи;,цент трацсфсрмаьтпи пьезстрацсформатара иеет макспальцсе зеачение ца Г( "сцацсцых частотах 11 может достигать нескольких тысяч, Грц этом величица е(сэффиццеета трансформатп 1 зависитт кроме фОго,. От акусгивских лчайСТР (п)Е 5 Ы ")Ство( тц. Ст У-И ея, действующего ца пьезатрацсфарматар В направлении оси его псляриза)1111,Поскольку п ь ез с тр ан сформа торы 9 всех да":чиков силы соедиеець; ме)кдуьых 2 о(" о езло ) ю где К - коэффициент усиления дифференциального усилителя,Б- опорное напряжение, численно равное напряжению на выходе выпрямителя 19, соответствующее усилию предварительного поджатияБ- входное напряжение дифференциального усилителя 20,соответствующее значениютекущего момента,25собой каскадно, то с выхода последнего датчика высокочастотное напряжение, несущее в себе информацию о передаваемом моментоизмерительной му 45 той моменте, через токосъемник 8 передается с вращающегося вала на вход выпрямителя 19, где происходит выпрямление переменного напряжения и устранение переменной составляющей 10 с помощью фильтров. Зависимость выпрямленного и отфильтрованного выпрямителем выходного напряжения от приложенного усилия представляет собой обратную градуировочную характеристи ку (фиг.5 а). Для преобразования обратной градуировочной характеристики в прямую (фиг.5 б), соответствующую градуировке индикатора 21, напряжение подается на вход дифференциального усилителя 20, выходное напряжение которого определяется по закону Диапазон измеряемых крутящих моментов может регулироваться за счет регулировки напряжения возбуждения на выходе высокочастотного генератора 6, при этом регулируется угол наклона обратной градуировочной характеристики (фиг.5 в) .Формула изобретения1. Устройство для измерения крутящего момента, содержащее две соосноустановленные осесимметричные кулачковые полумуфты, в кулачках однойиз которых выполнены равноудаленныеот оси полумуфты гнезда, в которыхразмещены датчики силы, поджатые силовводящими элементами к соответствующим кулачкам другой полумуфты, токосъемник, связанный с одной из полумуфт и подключенный к регистратору,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности и расширениячастотного диапазона, в него введенвысокочастотный генератор, а силочувствительные элементы датчиков силывыполнены в виде пьезотрансформаторови соединены между собой в последовательную цепь, через которую высокочастотный генератор соединен с токосъемником.2.устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что силовводящиеэлементы датчиков силы выполнены сконическими наконечниками,1434 281 иоки ректорО. Кравцова ча тор Подписное 847 45 43 Зака изводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная Составитель А.Амахано Техред Л.СердюковаВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и откры113035, Москва, Ж, Раушская на а СССРийд, 4