Устройство для измерения крутящего момента на валу

Устройство для измерения крутящего момента на валу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ж 67062

Класс 42k, ив

42о, 13

СССР

Ф

1,—: фри

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ10РСКОМУ СВИДETEflbСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана СССР

А. С. Виницкий

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

HA ВАЛУ

Заявлено 9 февраля 1946 года,в Наркомавнапрон за Хо 9681 (336531) Опубликовано 30 сентября 1946 года

Предметом настоящего изобретения является устройство для измерения крутящего момента на валу при помощи контролирующего кручение вала электрического датчика.

Датчик составлен из двух расположенных на разных местах вала переменных реактивных сопротивлений, периодически изменяющихся по величине при ка кдом обороте вала и включенных в измерительную цепь так, чтобы измерительный прибор реагировал на величину рассогласования (фазного сдвига) изменений реактивных сопротивлений. Oräè÷èråëüíîé особенностью устройства является, согласно изобретению, то, что одно из сопротивлений образует часть колебательного контура лампового генератора, а другое — часть связанного с ним, любым известным способом, одноконту рного резонансного фильтра, на выходе которого включен измерительныи прибор, с тем, чтобы при рассогласовании изменений реактивных сопротивлений возникала расстройка фильтра относительно генератора, отмечаемая измерительным прибором.

Б качестве сопротивлений в устройстве могут быть применены переменные конденсаторы, подвижные обкладки которых закреплены на валу.

Сущность изобретенчя поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображена принципиальная схема, на фиг. 2 — один из вариантов электрической схемы устройства, и на фиг. 3 и 4 — вариант выполнения переменных сопротивлений.

Как видно из схемы (фиг. 1), металлические кулачки, 1 и 2, укрепленные на валу, определяют емкости двух идентичных контуров 8 и 4.

Контур 3 является задающим частоту контурсм однолампового генератора 7, а контур 4, включенный на выходе генератора, является резонансным фильтром. К этому фильтру подключен любой измеритель амплитуды напряжения на его выходе. На фиг. 1 в качестве такого измерителя использована комбинация из детектора 5 и измерительного прибора б.

Когда вал вращается при холостом ходе (крутящий момент отсутствует), кулачок 1 один раз за

-М 67062 оборот вала, проходит перед пластинами конденсатора контура 8, изменяя его емкость, а значит и I3 стоту генерации, Но синхронно и синфазно с кулачком 1 будет проходит кулачок 2 перед пластинами конденсатора контура 4, изменяя совершенно по тому же закону его емкость. Следовательно, резонансная частота контура 4 будет изменяться точно синхронно и синфазно с частотой контура 8, т. е. с частотой генератора 7. Итак, хотя колебания генератора 7 будут промодулированы по частоте с угловой частотой вращения вала, контур 4 будет точно «следить» за его частотой, оставаясь все время строго в резонансе с ней. Благодаря этому при холостом ходе вала прибор 6 будет неизменно давать максимальные показания.

Однако как только к валу будет подключена какая-либо нагрузка на валу появится крутящий момент

-и кулачок 2 будет проходить мимо контура,4 несколько позже, чем кулачок 1 мимо контура 8. Это приведет к тому, что фильтр 4 попрежнему будет следовать за изменением частоты генератора, но с некоторым отставанием, т. с. с расстройкой.

Показания прибора б при этом уменьшатся, причем тем больше, чем больше расстройка, т. е. чем больше поворот кулачка 2 относительно кулачка 1, т. е. чем больше крутящий момент. Следовательно, шкалу прибора можно проградуировать сразу в величинах крутящего момента.

Подбором начальной (при холостом ходе расстройки контура 4 относительно контура 8 можно установить рабочий участок амплитуд на линейной части резонансной кривой контура 4.

Кулачкам 1 и 2 можно придавать любую (но всегда одинаковую для обоих) форму, в частности, выполнять их в виде металлической (или, наоборот, диэлектрической) лопасти, укрепленной на валу и пробегающей между пластинами конденсатора контура, как показано на фиг. 3. Важно лишь выбирать величину этих кулачков нли пластин достаточно больше. Г, чтобы они создавали болы.iy:о глубину частотной модуляции по сравнению со всякой вредной модуляцией, создаваемой вибрацией вала и другими причинами.

Для повышения отклонения прибора можно по окружности вала укрепить против каждого конденсатора не один кулачок (или пластину), а целый ряд равномерно расположенных кулачков (фиг. 4), что даст за каждый оборот вала не один, а ряд импульсов на детекторе, а это в соответствующее число раз увеличит исходное отклонение прибора.

В качестве одного из простейших вариантов электрической схемы прибора можно указать схему фиг. 2.

Как видно из схемы, здесь контур 8 является задающим частоту контуром обычного транзитронного генератора, с которым индуктивно связан служащий фильтром контур 4 с любым измерителем амплитуды колебаний в нем. Если в этой схеме использовать электронную лампу типа «жолудь» и применить контуры 3 и 4 на достаточно высокую частоту, весь прибор должен уместиться в габаритах обычного портсигара, причем транзитронная схема сможет целиком питаться непосредственно от

24-вольтовой бортовой сети самолета. Чувствительность такой схемы тем больше, чем большекрутиз»а резонансной кривой контура 4 и чем больше скорость изменения частоты генератора при вращении вала. Ясно, что последняя величина тем больше, чем больше глубина частотной модуляции., производимой кулачками, и чем меньше дуга, занимаемая кулачком на окружности вала (т. е. чем больше и кратковрем ен нее импульс частотной модуляции). Наконец, чувствительность прибора определяется чувствительностью измерителя амплитуды на выходе фильтра (контура 4).

Нетрудно видеть, что вращение кулачков вызовет не только ча№ 67062

Фиг. 3

Фиг. 1

Фиг. 4

Фиг. 2

Типография Госпланиздата им. Воровского, Калуга стотную, но и амплитудную модуляцию с угловой частотой вращения вала (так как изменение емкости приводит к изменению импеданца контура, т. е. амплитуды колебания в нем). Это обстоятельство легко использовать для измерения на этом же приборе числа оборотов вала путем подключения после детектора в контуре 4 любого частотомера. Измеренная частота будет равна числу оборотов вала в секунду.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения крутящего момента на валу при помощи контролирующего кручение вала электрического датчика., составленного на двух расположенных на разных местах вала переменных реактивных сопротивлений, периодически изменяющихся по величине при каждом обороте вала

Отв. редактор А. Н. Панасенко

Л!0051. Подписано к печати 20/XI-1948 r. и включенных в измерительную цепь так, чтобы измерительный прибор реагировал на величину рассогласования (фазного сдвига) изменений реактивностей сопротивлений, отличающееся тем, что одно из сопротивлений образует часть колебательного контура лампового генератора, а другое— часть связанного с ним любым известным способом одноконтурного резонансного фильтра, на выходе которого включен измерительный прибор, .с тем, чтобы при рассогласовании изменений реактивных сопротивлений возникала расстройка фильтра относительно генератора, отмечаемая измерительным прибором.

2. В устройстве по п. 1 применение сопротивлений в виде переменных конденсаторов, у которых подвижные обкладки закреплены на валу.

Техн. редактор В. Т. Крашнин

Тираж 400 экз. Цена 65 к. Зак. 110.