Устройство для измерения параметров вращающегося вала

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДИЙЛЬСТВУ

Своз Советских

Социалмстнческкх

Республик (и) 577413 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.12.75(21) 2306403/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.77Бюллетень № 3S (46) Дата опубликования описания 09.11.77 (51) М. Кл.

G 01 L 3/00

Государственный ноынтет

Совата Мнннотров СССР оо долам нзобретвонй н открытий (53) УДК 5 31, 78 1 (088.8) (72) Автор .. изобретения

В. И. Шумилин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ВРАША ЮЩЕГОСЯ ВАЛА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для и:ъмерения параметров вращающегося вала при определении мошностных и скоростных показателей преимущественно транспоотных средств.

Известно устройство для измерения параметров вращающегося вала, содержащее измерительную часть на базе тензопреобразо. вателей, генератор, вычислитель и регистри-,>0 рукхцие приборы (1).

Недостатком известного устройства является необходимость монтажа на контролируемом валу части его элементов и обеспечения передачи сигнала с вращающегося вала, что создает неудобство в эксплуатационных условиях и увеличивает трудоемкость.

Наиболее близким по технической сущное ти к предлагаемому является устройство для бесконтактного измерения параметров враша- щ кзцегося вала, содержащее датчики числа оборотов и крутящего момента, вычислитель, генератор и регистрирующий прибор, при этом измеритель крутящего момента в нем выпоп н н в виде четырехстержневого магнитопрс - 2к вода, на трех стержнях которого размещена обмотка возбуждения, питаемая от измеря теля скорости, а на двух других - пары из мерительных обмоток, включенные в ахему генератора, с выхода которого снимают сигнал, пропорциональный измеряемой мощности, который затем посылают на вход интегриру юшего устройства, с выхода которого снима ют сигнал, пропорциональный работе 121.

Недостатком этого устройства является необходимость монтажа на контролируемом валу части его элементов, что усложняет устройство и егс1 установку в ходовых условиях, а также снижает надежность в работе, особенно в условиях эксплуатации с неустановившимися режимами движения.

Цель изобретения - упрощение конструк ции и повышение надежности в работе.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения параметров врашакхцегося вала, содержащем датчики числа оборотов н крутящего момента, вычислитель, генератор и регистрирующий прибор„датчики числа оборотов и крутящего момента выполнены в виде единого Ш-образного электро5774 1 1 магнита, расположенного с зазором у поверхности контролируемого вала вдоль винтовой линии и имеюшего на центральном с : ржне обмотку возбуждения, а на каждом крайнем стержне по одной измерительной обмотке крутяшего момента, подключенной одне к другой последовательно согласно, и по одной измерительной обмотке числа оборотов, подключенной одна к другой последовательíо встречно, а вычислитель выполнен в ви- 1О де триггера с одним устойчивым состоянием, один вход которого подключен через ге нератор частотно-модулированного сигнала к выходу обмоток числя оборотов, я другой к выходу измерительных обмоток крутящего момента, Г1» чертеже схел<ятично изображеьц> предлагаемое устройство, Устройство содержит НГ-образный электром»гнит 1, расположенный с зазором у поверхности валя 2 так, что стержни его сер печника размешены ma<»«винтовой «ицпи Л вяц», и имеюшпй возбуждаюшук> катушку 1, р»сцопоженнук> ня центральном стер>хне; цве одинаковые измерительные кяцуц<кц 5 кру — >5 гяц<ег моменте, соединенць<е ..<ежду собой последов»тельно en<»ac«<>, прп этом нх сво6о,, и <е концы образуют вых<1д крутя цсго Момент» М-M устройства; две оди«якоиле цз." .o1>èTe.«.Hûå катушки Е> числя оборотов вя-,<<> ..я, сое<пшеннь<е последовательно встречно, црп этом их свободные концы образуют выход числа оборотоп « — Q устройства; генератор 7 частотно-модулированного сигналя; вь"шслптель в виде триггера 8 с одним устойчивым состоянием, один (открытый) вхоll которого подключен через генератор 7 к о< ному из выходов оборотов<<, а другой (зякрь<тый) вход - к одному из выходов крутящего момента М, при этом выходы триггера. <О образуют выходы угла поворота 5 вала (или пути транспортного средства, если элек тромягнит установлен у выходного ваця силовой передачи) и мощности на валу М устройства. 15>

Устройство работает следуюшим образом

Когда вал 2 не врашается и крутяший момент к нему че приложен, создаваемый катушкой возбуждения 4 магнитный поток

Ф делится на две равные <тясти Q< и Ф, 5О которые проходят по крайним стержням сердечника, через зазор между ними и валом, вял, зазор между средним стержнем сердечника и валом и средний сердечник. При этом в каждой из пары измерительных катушек 55 круташего момента 5 и числа оборотов 6 индуцируются равные ЭЙС. Сумма ЭЛС в измерительных катушках крутяшего момента, принимаемая за его нулевое значение, подается на ретистрирукнций прибор крутяшего 60 момента, я разность 3QC в измерительных катушках числа оборотов, равная нулю,» на регистрируюший прибор (Р!1) числа оборотов, При врашении вала магнитное поле, проходяшее через него, увлекается в сторону вращения, вследствие чего происходит перераспределение магнитного потока ф на

2 Я + +>

1 а на выходе числа оборотов появляется напряжение, пропорциональное числу оборотов вала. Амплитудное значение этого напряжения генератором 7 преобразуется в частоту следования импульсов и подается на правый вход триггера 8, что приводит к переключе« нию триггера с частотой, пропорциональной числу оборотов. Г1ри этом появляюшееся на вь<ходе мощности И напряжение, пропорци опальное произведению начального напряжения на выходе крутящего момента Я и напряжения на выходе числа оборотов т, принимается зя условный нуль.

При передаче валом крутяшего момента магнитная проницаемость вала под сердечником становится напрявле <ной, что «риводит к изменению напряжения выходя крутяцего момента, пропорциональному крутяшему моменту, я напряжение ня выходе мошности И будет пропорционально произведению крутя<цего момента и числа оборотов вала, т.е. пропорционально >,<оцп<ости, передаваемой валом.

Формула изобретения

Устройс.> во для измерения параметров врашаюшегося вала, содержащее датчики числа оборотов и крутяшего момента, вычислитель> генер»тор и регистрируюший прибор, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью ут.рошения конструкции и повышеш<я надежности в работе, в нем датчики числа оборотов и крутяшего момента, выполнены в виде единого

Ш-образного электромагнита, расположенного с зазором у поверхности контролируемо»го вала вдоль винтовой линии и имеюшего на центральном стержне обмотку возбуждения, а на каждом крайнем стержне по одной измерительной обмотке крутяшего момента, подключенной одна к другой последователь» но согласно, и по одной измерительной об» мотке числа оборотов, подключенной одна к другой последовательно встречно, а вычислитель выполнен в виде триггера с одним устойчивым состоянием, один вх:- ": которого подключен через геце11атор частотно»модулированного сигнала к выходу обмоток числа

577413

Составитель В. Герасимова.

Редактор T. Ивановв Техред С. Беиа Корректор A. Кравченко

Заказ 3659/31 Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. ПроеМ иаа, 4

5 оборотов, а другой - к выходу измерительных обмоток крутыпего момента.

Источники информации, принитые во внимание при акспертнзе:

1. Авторское свидетельство СССР

No. 286296, кл. & 01 4 1/22, 1969.

2. A вторс кое свидетельство СССР

N 340918, кл. & 01 L 3/10, 1970.