Моментомер

Союз Соеетскьа

Соцмалмстимеских

Респубпмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 01.03.77 (21) 2458130/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 05.06,79.Бюллетень №21

Дата опубликования описания 08.06.79

< 666448 (51) М. Кл.

С" 01 L 3/10

ГавуАаратьвйвьй мамвтвт

СССР аа делам взвбрвтвнвй и еткрытвй (53) УДК 531.781 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. В. Тарханов, А. А. Ефанов и В. А. Нестеров

Уфимский авиационный институт имени Орджоникидзе (71) Заявитель (54) NOME НТОМЕ P

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения малых моментов кручения.

Известны преобразователи угла, предназначенные для измерения моментов кручения и содержащие пружинный упругий элемент, установленный соосно валу, и измерительный элемент, выполненный обособленным (Ц .

Такой преобразователь имеет низкую точность, обусловленную зависимостью жесткости пружины от угла поворота.

Выполнение же измерительного элемента преобразователя обособленным конструктивно приводит к увеличению его габаритов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пре» образователь угла и момента, который содержит упругий и измерительный элементы, совмещенные в одной детали, представляющей собой пару пружинных обмоток из упругой проволоки с различ2 ным направлением навивки (21 Обмотки помещены в замкнутый цилиндрический магнитопровод с внутренней осью и кольцевым полюсом посередине, по обе стороны от полюса, и охватывают поворотную ось. У концов ось охвачена встречно включенными обмотками возбуждения из обычной проволоки.

При работе в режиме моментомера известный преобразователь обладает низкой чувствительностью в диапазоне малых углов поворота, так как ЭДС, наводимая в измерительных пружинных обмотках потоками рассеяния, соизмерима с ЭДС от изменения числа витков пружинной обмотки при повороте оси.

Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя момента кручения.

Поставленная цель достигается тем, 26 что в моментомер, содержащий пару измерительных пружинных обмоток различного направления навивки, размещенных в замкнутом цилиндрическом магнито666448 проводе с внутренним кольцевым полю- сом посередине и поворотной ферромагнитной, осью, и охватывающих ось по обе стороны от внутреннего полюса, вв -.дены две пары дополнительных пружинных обмоток и вместе с имеющимися пружинными обмотками размещены по три с каждой стороны полюса, причем каждая последующая обмотка по отношению к предыдущей намотана в противоположную сторону, две ближайшие к кольцее вому полюсу обмбтки каждой сторойы включены в плечи моста переменного тока, а две крайние обмотки подключены к выходным узлам моста.

Устройство представлено на чертеже.

На фиг. 1 показана конструктивная схема моментомера; на фиг. 2 - электрическая схема соединения обмоток.

Mоментомер содержит замкнутый цилиндрический магнитопровод 1 с кольцевым полюсом 2 и поворотной ферромагнитной осью 3 на подшипниках 4 и

5. По обе стороны от полюса 2 ось 3 охвачена тремя пружинными обмотками

6, 7, 8 и 9, 10, 11 чередующегося направления намотки, начиная от ближайших к полюсу 2 обмоток 8 и 9.

Ближайшие к полюсу пары обмоток (7, 8 и 9, 10) включены в прилежащие плечи моста переменного тока, а две крайние (6 и 11) - подключены к выходным узлам моста.

При указанном соединении в противоположные плечи моста оказываются включенными обмотки с одинаковым направлением намотки, а в прилежащие плечи— обмотки с разным направлением намотки.

Работает моментомер следующим образом.

Лри подаче переменного напряжения на вход моста обмотки 7, 8 и 9, 10 создают два встречно направленных потока.

Потоки от прилежащих обмоток направлены согласно, соответственно, это потоки от обмоток, 8 и 9, 1 О.

Потоки от прилежащих обмоток создают в крайних выводных обмотках встречно направленные Э Д"С Ю и 6а.

При отсутствии вращающего момента все пружинные обмотки обладают одинаковыми индуктивными сопротивлениями, поэтому на выходе моста напряжение равно нулю, а равенство ЭДС е, и приводит к отсутствию напряжения и на выходе выводных обмоток 6, 11.

В соответствии с (1) и (2) на выходе выводных обмоток 6 и 11 появит« ся ЭДС где 4/ — максималЬно возможное число витков каждой пружинной обмотки при ее сворачивании; — максимально возможный угол поворота оси 3;

А- — угол, соответствующий приложенному моменту.

o(. =

И (4) где &,- жесткость пружинных обмоток;

Д - величина тока возбуждения;

- круговая частота питающего напряжения;

1/ Ъ - число витков пружинных обмоток.

С другой стороны, свертывание обмоток 8, 10 приведет к увеличению их индуктивных сопротивлений по отношению к поворотным обмоткам 7, 9. Это вызовет разбаланс моста, на выходе которого появится напряжение

40 (5) где К, - коэффициент пропорциональности;

И „ - величина напряжения, приложенного к мосту.

B соответствии с (3) и (5) на выходе моста появИтся суммарное напряжение

55 (При наличии вращающего момента обмотки 6, 8, 10 свернутся, а обмотки

7, 9, 11 развернутся. При этом суммарный поток от прилежащих обмоток 7, 8 и 9, 1 0 не изменится, так как одна из обмоток развернется, а другая свернется. Но потокосцепление обмотки 6 увеличится (она свернулась), а потокосцепление обмотки 11 уменьшится (она раз)О вернулась). Это приведет к возникновению разных по величине ЭДС на выходе обмоток 6 и 11:

666

Фаз 1

Составитель И. Попов

Редактор С. Головенко Техред H. Андрейчук Корректор р. илак

Заказ 31 73/34 Тираж 1089 Подписное

1«НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, напряжение ««Q выходе выводных обмоток определяется величиной приложенного к мосту напряжения и разбалансом моста по четырем плечам, а также величиной индуцированных в выводных обмотках ЭЙС.

Это позволяет значительно увеличить чувствительность моментомера при малых углах поворота оси при тех же габаритах, что и у известного.

Формула изобретения

Моментомер, содержащий пару измерительных пружинных обмоток различного 15 направления навивки, размещенных в замкнутом цилиндрическом магнитопроводе с внутренним кольцевым полюсом и поворотной ферромагнитной осью, и охватывающих ось по обе стороны от полюса, 20

1Н

«отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены две пары дополнительных пружинных обмоток, которые вместе с основными обмотками размещены по три с каждой стороны полюса, причем каждая последующая обмотка rio отношению к предыдуц,ей намотана в противопапожную сторону, две ближайшие к кольцевому полюсу обмотки каждой стороны включе,чы в плечи моста переменного тока, а две крайние обмотки подключены к выходным узлам моста.

Источники информации, принягые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No70675,,кл. С 01 Ь 3/10, 1946.

2. Зарипов М. Ф. Преобразователи с распределенными параметрами.

"Энергия, 1969, с. 119.