Измерение крутящих моментов

 

Е – модуль упругости;

ℓ - базовая длина;

D – диаметр вала;

М_кр – крутящий момент.

1) Для измерения угла поворота сечений могут использоваться любые датчики, например – емкостный датчик:

 

Емкость образуется пластинами. При закручивании изменяется площадь перекрытия S_X = S cos α пластины. Если вал вращается, то нужны контактные кольца и щетки.

 

2) Бесконтактный оптический датчик:

Если М = 0, то вырезы одного диска не совпадают с вырезами другого. При увеличении крутящего момента сечения смещаются, площадь перекрытия отверстий увеличивается, увеличивая фототок датчика

 

Фазоимпульсный датчик момента

На валу два зубчатых колеса на расстоянии ℓ. У каждого колеса индукционный датчик и постоянный магнит с обмоткой. При закручивании импульсы c датчиков смещаются и управляют работой RS-триггера. Датчик нашел применение в авиации.

 

 

Индуктивный торсиометр

U_п = 220V (400÷2000 Гц)

М_кр = 100÷8000 Нм

∆U=U’-U’’

E = U’-U’’=0 ∆φ = 0

C вторичной обмотки Тр2 снимается сигнал моста, сдвинутый на 90° по отношению к U_п, и подается на первый вход усилителя. На второй вход усилителя подается напряжение (в противофазе U) со вспомогательного моста (реохорд, R₂, R₃).

Напряжения U’ и U’’должны быть всегда в противофазе. Сдвиг фаз между ними – выходной сигнал, пропорциональный крутящему моменту.

 

Лекция №14

 

Измерение угловых и линейных размеров

 

Угловые размеры приходится измерять либо в узком диапазоне (до 90⁰), либо в широком диапазоне – несколько оборотов.

В узком диапазоне используются ниже перечисленные датчики, имеющие абсолютные погрешности:

- цифровых датчиков с кодирующими дисками ~ 30 угловых сек.;

- индуктивных и фотоэлектрических датчиков ~ 1 угловую мин.;

- реостатные датчики ~ 10 угловых мин.

 

Реостатный датчик

 

 

 

Поворот кольцевой трубки эквивалентен смещению движка потенциометра.

Стеклянная кольцевая трубка имеет внутри высокоомный проводник и часть трубки заполнена ртутью. При повороте трубки изменяется соотношение плеч делителя. Ртуть, охватывая высокоомный проводник, снижает его сопротивление.

Предел измерения <90⁰.

 

 

Индуктивный датчик

 

Якорь датчика выполнен как часть полусферы. В каждой перпендикулярной плоскости есть свой дифференциальный индуктивный датчик. На выходе составляющие по Х и по У складываются.

 

 

3. СКВТ – синусно-косинусный вращающийся трансформатор

 

Первичные обмотки (на статоре) размещены перпендикулярно друг другу.

 

Вторичные обмотки (на роторе) также размещены перпендикулярно друг другу.

 

 

Статор СКВТ закреплён и неподвижен, а ротор подвижен. Напряжения на обмотках ротора сдвинуты на 90⁰. При повороте ротора напряжение одной обмотки должно изменяться по синусоидальному закону, а другой – косинусоидальному закону. Первичное симметрирование устраняет поперечную составляющую магнитного потока статора из-за неперпендикулярности размещения обмоток статора. Контроль симметрии достигается контролем тока в обмотке возбуждения (ток статора должен быть постоянным по амплитуде при вращении ротора СКВТ).

 

Линейная схема включения ЛВТ.

Одна из первичной и одна из вторичной обмотки подключены последовательно к источнику питания. С другой вторичной обмотки снимают U_вых, которое будет зависеть от угла поворота. Характеристика будет линейной в пределах 0-55⁰, а далее нелинейной. Геометрически оси обмоток перпендикулярны как на статоре так и на роторе.

Z - для первичного симметрирования.

U_ВЫХ =

 

, точность 0,1%,

5. Сельсин

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: