МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении и приборостроении для измерения крутящего момента.
Известен магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий ферромагнитный вал, намагничиваемый протекающим через него током, который подводиться с помощью двух токопроводов, причем, один конец вала жестко закреплен, а к другому прикладывается измеряемый крутящий момент и измерительную катушку, соосную с валом. (Агейкин Д.И. Датчики контроля и регулирования. М. Машиностроение, 1965, стр.88).
Недостатками преобразователя является невозможность измерения знакопеременного момента, низкая чувствительность и точность.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий корпус, в подшипниках которого установлен ферромагнитный вал и охватывающая его электромагнитная система из двух магнитопроводов с распределенными обмотками, составляющими мостовую измерительную схему (А.Е.Дубинин. Магнитоупругий преобразователь крутящего момента. Авт. св. №732694 МКИ G01L 3/10, БИ №17, 1980).
Недостатком магнитоупругого преобразователя являются сложная конструкция и технология изготовления, низкая чувствительность и точность измерения крутящего момента.
Техническим результатом является повышение чувствительности, точности измерения крутящего момента и расширение диапазона измерения.
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения крутящего момента снабжено двумя спиральными магнитопроводами, при этом спиральные магнитопроводы одним концом жестко соединены с валом, установленным в подшипниках корпуса, а другим концом немагнитными планками с корпусом устройства, причем спиральные магнитопроводы навиты в противоположные направления относительно друг друга, а измерительные обмотки распределены на спиральных магнитопроводах.
На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство.
Устройство для измерения крутящего момента содержит упругий вал 1, закрепленный в подшипниках 2, корпуса 3. Спиральные магнитопроводы 4 и 5 с распределенными измерительными обмотками 6, 7, одним концом жестко соединены с упругим валом 1 а другим концом зафиксированы на внутренней поверхности корпуса 3 немагнитными планками 8. Обмотки 6, 7 включены в смежные плечи измерительного моста. Противоположные плечи измерительного моста образованы резисторами R1 и R2.
Устройство для измерения крутящего момента работает следующим образом.
При отсутствии крутящего момента, магнитные потоки, проходящие через спиральные магнитопроводы 4, 5 равны между собой и реактивные сопротивления измерительных обмоток XL1 и XL2 одинаковы. Сопротивления резисторов R1 и R2 измерительного моста подобраны таким образом, что при равенстве магнитных потоков проходящих через измерительные обмотки показания измерительного прибора РА1 равно нулю.
При приложении крутящего момента между упругим валом 1 и корпусом 3 спиральные магнитопроводы 4, 5 деформируются. Под действием напряжения скручивания, возникающих в вале 1, один из магнитопроводов раскручивается, а другой соответственно скручивается. Магнитная проницаемость закручиваемого магнитопровода уменьшается, а магнитная проницаемость раскручиваемого магнитопровода увеличивается. Под действием этого магнитный поток, проходящий через закручиваемый магнитопровод уменьшается, а магнитный поток, проходящий через скручиваемый магнитопровод увеличивается. В результате этого реактивное сопротивление одной из измерительных обмоток увеличивается, а другой уменьшается, соответственно, изменяются и токи, проходящие через измерительные обмотки. В результате электрическое равновесие моста нарушается и в измерительной диагонали появиться сигнал пропорциональный крутящему моменту. При измерении знака момента на обратный, поменяется и магнитное состояние закручиваемого и раскручиваемого магнитопроводов, что вызовет изменение равновесия моста и изменение знака измерительного сигнала.
Предлагаемое устройство позволяет измерять знакопеременный момент на валах из различного упругого материала, расширять диапазон угла поворота вала, повысить чувствительность и точность измерения крутящего момента.