Устройство для измерения крутящего момента

Устройство для измерения крутящего момента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

аьитьо 1екиичес, ОП И

%.обоз Советснии

Юоциалиетичесню

Республик (и) 619811

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ. (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 15. 1О.76(21) 2412829/18-1О с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублиновано15.О8.78.Бюллетень № ЗО (45) Hara опубликования описания 27.06.78

Я (51) М. Кл.

С; О1 1. З/1О йвударвтвеаы9 ваатет

Cosav Мввввтрви NN в делан взэбретеввв и етврвпвв (Я) УДХ 531.781 (О88.8) (72) Автор изобретения

П. Н. Заев

Бентрапьный научю-испытатепьный попигон — фипиап института

"ВНИИСтройдормаш" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КРУТЯЦЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к сипоиэмеритепьной технике и предназначено дпя измерения крутящего момента.

Известное устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий эпемент, на концах которого распопожены измеритепьные диски, усипитепи, сче чик импупьсо в, регис тр а тор, не обеспечивает требуемой точности измерения крутящего момента }1) . !

О

Наибопее бпиэкпм по технической сущности к изобретению явпяется устройство дпя измерения крутящего момента, содер« жащее упругий эпемент, на концах которого закреппены иэмеритепьные диски, ос- 1s новные датчики скорости вращения упругого эпемента, каждый из которых размещен у соответствующего измеритепьного диска и через свой усипитепь-ограничитепь связан с входами сумматора по д1 модупю два, и регистрирующее устройст во (2)

К недостаткам известного устройства относится низкая точность измерения крутящего момента. 25

Hem изобретения - повышение точнос- ти измерения.

Это достигаетсж тем, что s предпагаемое устройство введены допопнитепьные датчики скорости со своими усипитепямиограничитепями, распопоженные с равны ми и противопопожными угповыми сдвигами по отношению к соответствуощим основным датчикам, формироватепь опорного фазового интервапа, первый и второй интеграторы и компаратор, при этом выходы всех усипитепей-огрaничитeneй соединены с входами формироватепя опорного фазового BHrepaana, выход которого соединен с входом первого интегратора, вход управпения которого подкдючен к выходу сумматора по модупю два, с которым гав же соединен вход второго интегратора, а выходы обоих интеграторов подкпючены к входам компаратора, соединенного по выходу с регистрирующим устройством и с входом управпения второго интегратора.

На чертеже приведена функционапьная схема описываемого устройства дпя измерения крутящего момента.

619811

Устройство содержит. упругий элемент 1, на концах которого установлены измерительные диски 2,3 с магнитной ипи иной периодичностью поt периферии, дополнитель ные датчики скорости 4, 5,смещенные о носитепьно основных датчиков 6, 7 в про- > тивопопожные стороны на угол, равный сумме числа угловых делений периодичности дисков 2, 3 и угла закручивания упругого элемента 1 при действии на него еди пичного момента.

t9

Основные 6, 7 и дополнительные 4, 5 датчики скорости coettHHeBbt c усилителя« ми-ограничителями 8,. 9, 1О, 11.

Выходы усилителей-ограничителей 8, 11 соединены с сумматором по модулю два 12. Выходы усилителей-ограничителей 8, 9, 1О, 11 соединены со входами формирователя опорн го фазового tttttepsrtna 13, выход которого соединен с входом первого интегратора 14. Вход управления 2О первого интегратора 14 соединен с выходом сумматора по модулю два 12.

Выход сумматора по модулю два 12 соединен со входом второго интегратора

15, а выходы интеграторов 14, 15 подключены к входам компаратора 16. Выход компаратора 16 соединен с регистри рующим устройством 17 и с входом управления второ о интегратора 1 5. Формнрэ» ватель опорногофазового интервала 13 вы«ЗО полнен, например, в виде сумматора по модулю два 18, входы которого соединены с выходами устройства определения направления вращения 19 упругого элемента I, изображенного условно на чертеже Зй в виде переключателя, Входы устройства определения направления вращения 19 соединены с воответствующими выходами усилителей-ограничителей 8, 9, 10, 11.

Выход сумматора по модулю два 18 яв- 4O ляется выходом формирователя опорного . фазового интервала 13.

Ilptt вращении упругого элемента 1 с измерительными дисками 2, 3 со ско ростью tf, например, в.направлении, yea- 45 ванном иа чертеже с выходов основных и дополнительных датчиков скорости вра щения упругого элеьанта 4, 5 6, 7 снимаются гармонические сигналы, которые преобразуются усилителями-еграничителя- 50 ми 8, 9, 10, 11 .в прямоугольные импульсы типа меандр . Импульс с выхода усилителя-ограничителя 9 опережает по фазе импульс с выхода усилителя-ограничителя 8, а импульс с выхода усилите ля-ограничителя. 1О отстает по фазе. от импульса с выхода усилителя-ot раничителя 11. Велйчина фазового сдвига про порциональна величине углового смещеф ния дополнительных датчиков скорости

4, 5 относительно основных датчиков скорости вращения 6, 7, а следователь» но, пропорциональна величине единичного момента. Сигналы с выходов усилителей-ограничителей 8, 9, 10, 11 постунают на входы формирователя опорного фазового интервала 13, При направпинии вращения упругог9 элемента 1, указанном на чертеже, входы сумматора по модулю два 18 подключены через устройс1 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-ограничитепя 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 sb 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 кпм паратора 16. Напряжение с вмхода s o» го интегратора 15 поступает на второй вход,компаратора 16. При равенстве иап» ряжений на входах компаратора 16 на его выходе генерируется фиксирующий импульс, поступающий на вход регистрирующего устройства 17 и на управлякяпий вход второ го интегратора 15. При этом напвакеиие на выходе второго интегратора 15 уста. навливаегся равным нулю, а после окончания действия фиксирующего импульса вновь возрастает до момента сравнения с напря» жением, действующим на первый вход коьфпаратора 16. При равенстве напрюкений на входах компаратора 16 вновь формирует ся короткий импульс, поступающий на вход регистрирующего устройства 17 и управляющий вход второго интегратора 15. Эубт процесс продолжается до окончания фа4кьрого интервала, в течение которого на вход регистрирующего устройства i7 поо тупает количество импульсов, кратное ве. личине измеряемого момента.

619811

Задним фронтом импульса, снимаемого е сумматора по модулю два 12, осущест впяется возврат напрюкения на выходе пер« ного интегратора 14 к нулевому уровню.

В следующий полупериод гврмоннч ских сигналов процесс измерения повторяется. При изменении направления дейст вия момента на прогиволопожное входы сумматора по модулю два 18 подключаются через устрайство определения надрав- 0 пения вращения 19 к выходам уснлигепейограничителей lO, 11.

В дальнейшем работа устройства ана. логична.

Из описания работы устройства дпя L измерения крутящего момента следует, что измерение крутящего момента осуществляется в течение времени, равного фазовому интервалу, в каждый попупериод следования гармонических сигналов. 20 с

Формула изобретения

Устройство дпя измерения крутящего момента, содержащее упругий элемент, на д концах которого закреплены измеритеп ные диски, основные датчики скорости вращения упругого элемента, каждый se которых размещен у соответствующего измерительного диска и через свой усиля- З0 гель-ограничитель cwean: со входами сум матора по модулю два, н регистрирующее устройство, о т и и ч в ю щ е е с я тем, что, с цепью nossnnessm точности измерения, в него введены дополнительные датчики скорости со своими усипитепямн-ограничителями, расположенные с раиными и противополсикными угловыми сдвигами по отношению к соответствующим основным датчикам, формирователь onopsoFo фазового интервала, первый и второй интеи рагоры и компаратор, при этом выходи всех усилителей-ограничителей соединены с входами формирователя опорного. фазового интервала, выход которого соединен с входом первого интегратора, вход улравnews которого подключен к выходу сум магора по модулю двв, с которым также соединен вход второго интеу эвгора, а выходы обоих интеграторов подвиочены к входам компарвтора, соединенного по вы ходу с регистрирующим устройством и с входом управления второго интегратора..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США % 36O4255, кл. 73-136А, 1971.

2. Фролов Л. Б. Измерение крутяще го момента, Энергия, М., библиотека по, автоматике, выц. 228, с. 48-5О, рнс. 31.

619811

Составитепь А. Новиков

Редактор С. Хейфиц Техред О. Андрейко Корректор д. Мепьниненко

Заказ 4494/38 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по .дедам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Фипиап ППП Патент,.r. Мкгород, уй Проектнаи, 4