Пристрій для вимірювання крутного моменту

Пристрій для вимірювання крутного моменту, що містить розташовані на нерухомій частині генератор синусоїдних коливань, зв'язаний через підсилювач потужності з нерухомою первинною обмоткою обертового трансформатора, рухома обмотка якого зв'язана з випрямлячем, тензометричний міст, закріплений на обертовому валу, звязании з підсилювачем вихідного сигналу, який з'єднаний з вихідною діагоналлю тензометричного моста, пристрій для безконтактної передачі сигналу, рухома частина якого зв'язана з підсилювачем вихідного сигналу, а нерухома частина зв'язана через підсилювач та амплітудний детектор з реєстратором, який відрізняється тим, що введена додаткова обмотка на обертовій частині трансформатора, яка з'єднана з вхідною діагоналлю тензометричного моста, а пристрій для безконтактної передачі сигналу виконаний у вигляді додаткового обертового трансформатора, причому обертові трансформатори відокремлені один від одного кільцями з феромагнітного матеріалу, а нерухома частина трансформаторів виконана в корпусі з діамагнітного матеріалу Винахід відноситься до галузі приладобудування, а саме до приладів призначених для вимірювання та передачі інформації про крутий момент обертаючих валів Він може використовуватись при дослідженнях і випробуваннях різних машин і агрегатів ВІДОМІ пристрої для вимірювання крутного моменту фірми "Johne-Reihofer" (в кн В И Литвж Тензореле Расчет Конструирование Применение ~М Машиностроение, 1989- с 82-83), а також фірми "Loughborough Gons Ltd" (Приборы для измерения частоты, момента и мощности на вращающихся валах тракторов и машино-тракторных агрегатов обзорная информация - М ЦНИИТЭИ тракторосельмаш, 1983 - с 32) в яких використовується частотна модуляція вихідного сигналу і безконтактний спосіб передачі інформації з обертової частини (ротора) на нерухому (статор) за допомогою електромагнітної індукції В роторі розташовані випрямляч, стабілізатор, тензометричний міст, підсилювач, перетворювач "напругачастота", та обмотки обертових трансформаторів В статорі знаходиться імпульсний перетворювач "частота-напруга", вихідний підсилювач, перетворювач "напруга постійного струму - напруга змінного струму", та обмотки обертових трансформаторів Зв'язок між статором і ротором здійснюється за допомогою двох обертових трансформаторів До недоліків цих пристроїв можна віднести складність конструкції на обертовому валу, зв'язану з численними перетворюваннями сигналу (стабілізатор, перетворювачі "частота-напруга" та "напруга-частота") Найбільш близьким по технічній сутності до заявленого винаходу та прийнятий за прототип є пристрій для вимірювання круглого моменту (А с СССР N673873 МПК G 01 L 3\24, G 01 L 3\10) Він містить розташований на нерухомій частині генератор синусоїдних коливань, зв'язаний через підсилювач потужності з нерухомою первинною обмоткою обертового трансформатора, рухома обмотка якого зв'язана з випрямлячем, тензометричний міст, закріплений на обертовому валу, зв'язаний з підсилювачем вихідного сигналу, який під'єднаний до вихідної діагоналі тензометричного моста, пристрій для безконтактної передачі сигналу, рухома частина якого зв'язана з підсилювачем вихідного сигналу, а нерухома частина зв'язана через підсилювач та амплітудний детектор з реєстратором Для безконтактної передачі сигналу використовується конденсатор, обертова обкладка якого з'єднана через підсилювач з вихідною діагоналлю мостової вимірювальної схеми, що живиться від 00 о ю ю 55208 генератора, який з'єднаний своїм входом з стабілізатором напруги, а виходом через другий трансформатор з вхідною діагоналлю мостової вимірювальної схеми Нерухома обкладка конденсатора з'єднана через амплітудний детектор з реєстратором Таким чином, передача інформації про величину діючого на вал моменту сил відбувається за рахунок конденсатора, до якого подається змінна напруга високої частоти, яка генерується другим генератором Для передачі інформації використовується амплітудна модуляція сигналу Такий пристрій для вимірювання круглого моменту ефективно працює в чистих сухих приміщеннях В польових умовах та в умовах агресивного середовища, де проходять дослідження та випробування с/г техніки, на нього діє пил, волога, аміак, накопичується конденсат, що приводить до неточності вимірювань, або потребує додаткових механічних конструкцій, які захистять обкладки конденсаторів від впливу цих факторів До того ж наявність великої КІЛЬКОСТІ елементів на обертовій частині знижує його надійність Мала величина ємності конденсатора, що співрозмірна з ємностями з'єднувальних проводів та іншими так званими "паразитними ємностями" приводить до значних похибок вимірювань Заряд на обкладках конденсатора сприяє накопиченню пилу, що також впливає на результати вимірювань В динамічному режимі при великих частотах обертання вала при впливі вібрацій і ударних навантажень можлива нестійкість в роботі що приводить до виникнення додаткових похибок вимірювань Задачею винаходу є пристрій для вимірювання круглого моменту, в жому завдяки введенню додаткових елементів та ЗМІНІ ЗВ'ЯЗКІВ МІЖ елементами досягається підвищення точності вимірювань та надійності пристрою Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для вимірювання крутного моменту, що містить розташовані на нерухомій частині генератор синусоїдних коливань, зв'язаний через підсилювач потужності з нерухомою первинною обмоткою обертового трансформатора, рухома обмотка якого зв'язана з випрямлячем, тензометричний міст, закріплений на обертовому валу, зв'язаний з підсилювачем вихідного сигналу, який під'єднаний до вихідної діагоналі тензометричного моста, пристрій для безконтактної передачі сигналу, рухома частина якого зв'язана з підсилювачем вихідного сигналу, а нерухома частина зв'язана через підсилювач та амплітудний детектор з реєстратором, введена додаткова обмотка на обертовій частині трансформатора, яка з'єднана з вхідною діагоналлю тензометричного моста і живить його змінним струмом Пристрій для безконтактної передачі сигналу виконаний у вигляді додаткового обертового трансформатора Причому обертові трансформатори відокремлені один від одного кільцями з феромагнітного матеріалу, а нерухома частина трансформаторів виконана в корпусі з діамагнітного матеріалу Завдяки тому, що тензометричний міст підключений безпосередньо до додаткової обмотки обертового трансформатора він живиться змінною напругою яку можна безпосередньо, без додатко вих перетворень передати через другий обертовий трансформатор на реєстратор, що знаходяться на нерухомій частині пристрою Завдяки тому, що пристрій для безконтактної передачі сигналу, виконаний у вигляді додаткового обертового трансформатора, на нього не впливають ємності з'єднувальних проводів та ІНШІ так звані "паразитні ємності", не накопичується пил, конденсат, тощо Це спрощує схему та конструкцію пристрою, а з цим і підвищує точність вимірювань та надійність На кресленнях зображено конкретний приклад виконання пристрою для вимірювання круглого моменту, де фіг 1- функціональна схема пристрою для вимірювання крутного моменту, фіг 2переріз пристрою для безконтактної передачі сигналу Пристрій для вимірювання крутного моменту містить обертовий трансформатор 1 та пристрій для безконтактної передачі сигналу 2, який виконано у вигляді додаткового обертового трансформатора з рухомою обмоткою 3 та нерухомою обмоткою 4 Трансформатор 1 на рухомій частині містить основну 5 і додаткову 6 обмотки Основна обмотка 5 трансформатора 1 через випрямляч 7 під'єднана до підсилювача 8 на вхід якого подається сигнал вихідної діагоналі тензометричного моста 9, який закріплено на валу Вихід підсилювача 8 під'єднаний до рухомої обмотки 3 додаткового обертового трансформатора 2, нерухома обмотка 4 якого сприймає сигнал і через підсилювач 10, амплітудний детектор 11, блок погодження 12 він надходить до реєстратора 13 Напруга живлення через стабілізатор 14 надходить до генератора 15, який через підсилювач потужності 16 підключено до нерухомої обмотки 17 обертового трансформатора 1 Пристрій для безконтактної передачі сигналу складається з двох частин обертової 18 і нерухомої 19 Обертові трансформатори 1 і 2 змонтовані на порожнистому валу з діелектричною втулкою 20, на якій встановлені обертові обмотки 3, 5, 6 з магнітопроводами 21 Нерухома частина 19 трансформатора виконана в корпусі діамагнітного матеріалу 22, в який запресовані нерухомі обмотки 4, 17 Трансформатори відокремлені один від одного кільцями з феромагнітого матеріалу 23 ЗОВНІШНІЙ корпус спирається на дві опори кочення 24, що встановлені на обертовій частині СПІВВІСНІЙ з ведучим валом, наприклад ВВП трактора Конструкцією передбачено з'єднання для підключення ЗОВНІШНІХ електричних кіл Пристрій працює таким чином Стабілізована напруга від джерела живленні 14 подається на генератор синусоїдних коливань 15 і запускає його Синусоїдні коливання підсилюються 16 і поступають на нерухому обмотку 17 обертового трансформатора 1 На обертовій частині трансформатора синусоїдні коливання сприймаються двома обмотками 5 та 6 Обмотка 6 підключена безпосередньо до вихідної діагоналі тензометричного моста 9 і живить його змінним струмом Обмотка 5 з'єднана з випрямлячем 7, який живить підсилювач сигналу 8 постійним струмом При розбалансуванні тензометричного моста 9, сигнал у вигляді синусоїдних коливань поступає на підсилювач 8, підсилюється і подається на обертову обмотку 3 пристрою для безконтактної пе 5 55208 6 редачі сигналу 2 3 нерухомої обмотки 4 якого сигамплітуді 11, узгоджується 12 рівень сигналу з нал знімається, підсилюється 10, детектується по входом реєстратора 13