ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА
TRANSDUCER FOR MEASURING PARAMETERS OF ROTARY SHAFT

Изобретение относится к измерительной технике и применяется для определения параметров вращающегося вала.
Известен датчик для измерения параметров вращающегося вала (патент РФ №1339416, кл. G01L 3/04, 1987), содержащий корпус с установленным в нем неподвижными контактами, и подвижные контакты, связанные с контролируемыми сечениями вала.
Недостаток датчика состоит в том, что он позволяет регистрировать только деформации кручения вращающегося вала.
Известен датчик для измерения параметров вращающегося вала (патент РФ №1328693, кл. G01L 3/04, 1987), содержащий корпус с установленным в нем неподвижными контактами и подвижные контакты, связанные с контролируемыми сечениями вала.
Недостаток датчика состоит в том, что он позволяет регистрировать только деформации кручения и осевые деформации вращающегося вала.
Известен датчик для измерения параметров вращающегося вала (патент РФ №1318813, кл. G01L 3/04, 1987), принимаемый за прототип. Датчик содержит корпус с установленным в нем неподвижными контактами и подвижные контакты, связанные с контролируемыми сечениями вала.
Недостаток датчика состоит в том, что он позволяет регистрировать только деформации кручения и частоту вращения вала. Регистрация осевых перемещений и осевых деформаций неосуществима, что ограничивает функциональные возможности датчика.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей датчика путем обеспечения регистрации частоты вращения, осевых перемещений, деформаций кручения и осевых деформаций вращающегося вала.
Технический результат достигается тем, что датчик для измерения параметров вращающегося вала содержит корпус с установленным в нем неподвижными контактами и подвижные контакты, связанные с контролируемыми сечениями вала, согласно изобретению неподвижные контакты расположены вдоль вала на уровне контролируемых сечений, подвижные контакты выполнены в виде сеток, охватывающих контролируемые сечения вала и выполненных из токопроводящей проволоки с прямоугольными ячейками, при этом проволоки сеток, ориентированные вдоль оси вала, и проволоки сеток, ориентированные перпендикулярно оси вала, включены в разные измерительные цепи.
На чертеже представлена схема датчика.
Датчик для измерения параметров вращающегося вала 1 содержит корпус 2 с установленным в нем неподвижными контактами 3, 4, 5 и подвижные контакты 6, 7, 8, связанные с контролируемыми сечениями вала.
Неподвижные контакты 3, 4, 5 расположены вдоль вала 1 на уровне контролируемых сечений. Подвижные контакты 6, 7, 8 выполнены в виде сеток из токопроводящей проволоки с прямоугольными ячейками, охватывающих контролируемые сечения вала. Проволоки сеток, ориентированные вдоль оси вала 1, и проволоки сеток, ориентированные перпендикулярно оси вала 1, включены в разные измерительные цепи с соответствующим неподвижным контактом: цепи 9 и 10 с контактом 3, 11 и 12 с контактом 4, 13 и 14 с контактом 5.
Соединение проволок подвижных контактов с соответствующими измерительными цепями осуществляется с помощью контактных колец 15 и 16, закрепленных на валу 1. С кольцами 15 соединены проволоки сеток, ориентированные вдоль оси вала, с кольцами 16 соединены проволоки сеток, ориентированные перпендикулярно оси вала. Кольца 15 и 16 контактируют с неподвижными площадками 17, 18, которые включены в соответствующие цепи. При поворотах и осевых перемещениях вала кольца находятся в постоянном контакте с соответствующими площадками. Неподвижные контакты 3, 4, 5 выполнены в виде подпружиненных шариков. Корпус 2 выполнен из диэлектрического материала. Измерительные цепи включены в регистрирующую аппаратуру (не показана).
Датчик работает следующим образом.
При вращении вала 1 происходит периодическое замыкание цепей 10, 12, 14 в моменты контакта неподвижных контактов 3, 4, 5 с проволоками подвижных контактов 6, 7, 8, ориентированными вдоль оси вала 1. Углы поворота вала определяют по количеству замыканий и известному расстоянию между проволоками, по частоте замыканий определяется скорость вращения вала 1. При отсутствии деформаций кручения вала 1 замыкания цепей 10, 12, 14 происходят одновременно или с постоянным смещением в зависимости от исходной ориентации сеток друг относительно друга. При наличии деформаций кручения происходит нарушение одновременности или постоянства смещения моментов замыканий цепей, и по этим изменениям с учетом скорости вращения и расстояния между проволоками определяют величины деформаций кручения на соответствующих участках по длине вала. При осевых перемещениях вала 1 происходит периодическое замыкание цепей 9, 11, 13 в моменты контакта неподвижных контактов 3, 4, 5 с проволоками подвижных контактов 6, 7, 8, ориентированными перпендикулярно оси вала 1. Величины осевых перемещений определяют по количеству замыканий и известному расстоянию между проволоками. Величины осевых деформаций вала определяют аналогично деформациям кручения, используя изменения моментов замыкания цепей 9, 11, 13.
Изобретение позволяет определять не только частоту вращения и деформации кручения, но и осевые перемещения и осевые деформации вращающегося вала, что существенно расширяет функциональные возможности датчиков.