Пристрій для вимірювання параметрів обертового вала

1. Устройство для измерения параметров вращающегося вала, содержащее ротор, статор, состоящий из отдельных полюсов с обмоткой возбуждения и без нее, и размещенных на каждом из полюсов в рабочем зазоре датчиков Холла, включенных в измерительную схему, в которой потенциальные электроды первой группы датчиков, установленных на полюсах с обмоткой возбуждения, соединены между собой последовательно-согласно, также как и потенциальные электроды второй группы датчиков, установленных на остальных полюсах, а между собой обе группы соединены последовательно-встречно, причем один из потенциальных электродов датчиков Холла из второй группы датчиков соединен с первым входом усилителя постоянного тока, ко второму входу которого подключен потенциальный электрод одного из датчиков Холла из первой группы датчиков, токовые электроды датчиков Холла перэой группы объединены и подключены к выходу усилителя постоянного тока, являющимся выходом измеритель ной схемы, причем датчики Холла полюсов с обмоткой возбуждения установлены симметрично относительно продольной оси этих полюсов, источник постоянного тока, к выходу которого подключены токовые электроды датчиков Холла второй группы датчиков и индикатор, отличающееся тем, что полюса статора разделены на два блока, каждый из которых состоит из двух пар полюсов с обмоткой возбуждения и двух пар полюсов без нее, причем плоскости блоков полюсов взаимно перпендикулярны, пересекаются и наклонены под углом 45° к оси вращения ротора, который выполнен в виде цилиндра из магнито-упругого материала, омедненного по наружной поверхности; датчики Холла обоих блоков полюсов включены в отдельные измерительные схемы, выходные цепи которых связаны со входами схем вычитания и суммирования, а выход последних соединен соответственно с первым и вторым индикаторами и со входом схемы деления, к выходу которой подключен третий индикатор. 2 Устройство по л. 1, отличающееся тем, что полюсы с обмоткой возбуждения, центры которых совпадают с точками пересечения плоскостей блоков и окружности мапнитопровода выполнены с удвоенным поперечным сечением по сравнению с остальными полюсами, а датчики Холла указанных полюсов включены в различные измерительные схемы. О со N. СМ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловрй скорости вращения вала энергетической установки, состоящей из приводного двигателя и рабочей машины, а также для измерения вращающего момента и механической мощности, передаваемых валом. Известен магнитоупругий преобразователь вращающего момента, содержащий расположенную концентрично с контролируемым участком вала неподвижную электромагнитную систему с явно выраженными полюсами, снабженными возбуждаемыми и измерительными обмотками- и измерительную схему [А. с. СССР, Ш 214161, кл. G 01 L 3/10 от 21.07.67}. Однако данный преобразователь не обеспечивает требуемой точности измерения из-за зави симости выходного сигнала от частоты вращения вала и его эксцентриситета. Известные устройства для измерения мощности на валу, содержащие датчики частоты вращения и вращающего момента, подсоединенные к измерительной схеме, также не обеспечивают требуемой точности ЇА. с. СССР, № 337669, G 01 L 3/24, 1972] Известно устройство для измерения вращающего момента и мощности судовой силовой установки, содержащее накладной магнитоупругий преобразователь, выполненный в виде магнитопровода с четырьмя вертикальными стержнями, причем на двух противоположных стержнях расположена обмотка намагничивания, а на полюсах остальных стержней в воздушном зазоре установлены датчики Холла [А. с. СССР, № 1229612, кл. G , где Кг - постоянный коэффициент; 1П2 - ток питания второй группы датчиков измерительной схемы 38; Gq2 - магнитная проводимость участка магнитной цепи между соседними полюсами без обмотки возбуждения второго блока. При отсутствии вращающего момента, воздействующего на устройство, и идентичности магнитных систем обеих блоков: При наличии вращающего момента в роторе возникают механические напряжения сжатия и растяжения, направленные под углом 45° к оси вращения и под прямым углом друг к другу. Под действием напряжения растяжения магнитная проницаемость ротора в этом направлении увеличивается, что приводит к увеличению на AGq магнитной проводимости соответствующих участков магнитной цепи между полюсами без обмотки возбуждения. Под действием напряжения сжатия магнитная проницаемость ротора в этом направлении уменьшается, из-за чего" уменьшается на AGq магнитная проводимость соответствующих участков магнитной цепи. Сигнал на выходе схемы вычитания 39, величина которого определяется по показанию индикатора 42 ід - Кз(1вых1 - Ubixz) = Кз(КіІп1 -KaWjGqogo to =K 3 (Kilni+ K2W) AG q 9o0) . где Кз - масштабный коэффициент преобразования схемы 39. Обеспечив выполнение равенства Кіі л і = =К2Іп2 = Koln соответствующим изменением токов ІЩ И Іп2 13 р е ж и м е ХОЛОСТОГО ХОДЭ ( Л G q - 0 , t д о = =0), получают • . 1Л = 2 К з К о 1 п д О Д Gqfi) . • Так как величина AG q пропорциональна вращающему моменту ц вр , передаваемому от приводного двигателя к рабочей машине, то окончательно Цвр где 1С] - коэффициент пропорциональности.' Выходной сигнал схемы 39 устройства пропорционален механической мощности Р ~ цщ, ю, передаваемой рабочей машине Сигнал на выходе схемы суммирования 40 'о = К5(1аых1 + 1вы*2) " С = Кв С О О пропорционален угловой скорости вращения ротора (КБ, Кб - коэффициенты пропорциональности). Следовательно, индикатор 43 дает значения угловой скорости вращения вала энергетической установки Сигнал с выхода схемы 39 подается на один из входов схемы деления 44 в качестве делимого; на другой вход схемы деления 44 подается сигнал с выхода схемы 40 (депитель). На выходе схемы 44 появляется сигнал 27374 U • К? пропорциональный вращающему моменту, действующему на ротор (К?, Kg - коэффициенты пропорциональности) Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами по сравнению с прототипом расширенные функциональные возможности, повышенная точность измерения вращающего момента, так как устраняются погрешности, вызванные влиянием вихревых токов, зависящих от частоты вращения, влиянием различных факторов (например температуры) на магнитные свойства ротора, влиянием возможного эксцентриситета ротора, что объясняется одинаковой зависимостью Gqo и AGq от указанных факторов По той же причине значительно уменьшается погрешность измерения Мер. вызванная неоднородностью магнитных свойств ротора Фиг. 1 27374 поД-Д Фиг. З ЪО \ 29 39 42 LS Фиг. 4 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03