Устройство измерения крутящего момента
Полезная модель направлена на упрощение устройства и способа измерения крутящего момента в режиме реального времени, а так же измерение на транспортном средстве, непосредственно во время его движения. Указанный технический результат достигается тем, что применяется передача данных по цифровому радиоканалу. При возникновении крутящего момента на валу происходит его деформации, а вместе с ним и деформация наклеенных на нем тензометров сопротивления. Тензометры сопротивления подключены в мостовую схему, при разбалансировке которого в результате деформации вала, возникает разность потенциалов на измерительных плечах моста. Данная разность потенциалов преобразуется высокоразрядным аналого-цифровым преобразователем в цифровую форму в микроконтроллере передающей части. Далее полученные данные инкапсулируются в пакеты с избыточным кодом и передаются радиопередатчиком по каналу связи на радиоприемник. Радиоприемник передает данные на микроконтроллер принимающей части, который выводит их на дисплей или передает во внешний компьютер.
Полезная модель относится к области машиностроения и транспорта. Наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели является
«Способ измерения крутящего момента и устройство для его реализации» (Великотный М.А.; Кауфельдт А.К., патент 2152011, класс G01L 3/12, дата подачи 23.06.1998). Представленный аналог может быть использовано для бесконтактного измерения крутящего момента на вращающемся валу. В данном аналоге используют излучающую марку в качестве источника излучения, а при вращении упругого вала формируют автоколлимационные изображения излучающей марки от соответствующих оптических отражателей таким образом, что указанные изображения последовательно во времени попадают на фоточувствительную поверхность одного фотоприемного устройства. В устройстве для измерения крутящего момента оптико-электронное устройство выполнено в виде объектива, в фокусной плоскости которого установлены, по крайней мере, одна излучающая марка и одно фотоприемное устройство. Автоколлимационные изображения излучающей марки, формируемые от оптических отражателей, расположены на фоточувствительной поверхности фотоприемного устройства, выход которого подключен к измерителю временных интервалов, а его выход соединен с электронным вычислительным устройством. Фотоприемное устройство может быть выполнено в виде одноплощадочного фотодиода с согласующим усилителем или в виде однокоординатного позиционно-чувствительного фотоприемника с согласующим усилителем. Оптические отражатели могут быть выполнены в виде призм, ребра двугранных углов которых перпендикулярны оси упругого вала.
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, невозможность измерений на транспортном средстве непосредственно во время его движения.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является измерение крутящего момента непосредственно на неразрезном валу транспортного средства или иного механизма.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель является измерение крутящего момента на транспортном средстве и промышленном оборудовании без прерывания вала, упрощение установки и конструкции устройства измерения крутящего момента.
Данная задача решается за счет того, что измерительная часть заявленного устройства устанавливается непосредственно на существующий вращающийся вал, передающий крутящий момент, от которого передача сигнала осуществляется через радиоканал, что не требует установки дополнительных токосъемников или других сложных конструкций, затрудняющих измерения.
На фиг.1 показана схема устройства измерения крутящего момента.
Устройство измерения крутящего момента включает в себя две части: передающую часть, устанавливаемую непосредственно на вращающийся вал и невращающуюся принимающую часть. Передающая часть включает четыре тензометра сопротивления 1, наклеенных на вращающийся вал под углом сорок пять градусов к оси вращения, включенных в мостовую схему и электрически соединенных с измерительным преобразователем. Преобразователь состоит из печатной платы, содержащей в себе микроконтроллер 2, радиопередатчик 3 и источник питания электрического тока 4. Принимающая часть, устанавливаемая на некотором расстоянии от передающей части, состоит из радиоприемника 5 и микроконтроллера 6 передающего затем сигнал на монитор или компьютер 7.
Работает устройство следующим образом: при изменении крутящего момента на валу происходит его деформация, а вместе с ним и деформация наклеенных на нем тензометров сопротивления. Тензометры сопротивления подключены в мостовую схему, при разбалансировке которого в результате деформации вала возникает разность потенциалов на измерительных плечах моста. Данная разность потенциалов преобразуется высокоразрядным аналого-цифровым преобразователем в цифровую форму в микроконтроллере передающей части. Далее полученные данные инкапсулируются в пакеты с избыточным кодом и передаются радиопередатчиком по каналу связи на радиоприемник. Радиоприемник передает данные на микроконтроллер принимающей части, который выводит их на дисплей или передает во внешний компьютер.
Устройство измерения крутящего момента, характеризующееся тем, что оно включает в себя две части: передающую часть, устанавливаемую непосредственно на вращающийся вал, включающую четыре тензометра сопротивления, наклеенных на вращающийся вал под углом 45° к оси вращения, включенных в мостовую схему, электрически соединенных с измерительным преобразователем, состоящим из печатной платы, содержащей в себе микроконтроллер, радиопередатчик и источник питания электрического тока и невращающуюся принимающую часть, устанавливаемую на некотором расстоянии от передающей части, состоящую из радиоприемника и микроконтроллера.
