Преобразователь состоит из ротора и статора. Ротор представляет собой торсионный вал 6, к которому при помощи трех дисков 7из немагнитной стали крепятся три цилиндра 3, 1и 5 из мягкой магнитнойстали. Эти цилиндры являются частями магнитопроводов, разъединенных зазорами d 1и d2 между косыми зубцами. При нагрузке крутящим моментомцилиндры 1 и 5 смещаются относительно цилиндра 3и при этом один из зазоров увеличивается ( d2 ),а другой уменьшается, за счет чего изменяется магнитное сопротивлениемагнитопровода (пропорционально приложенному крутящему моменту исоответственному изменению сопротивления цепи измерительных катушек 2и 4). Эти катушки соединенымежду собой по дифференциальной схеме. Точность измерения момента зависит отточности изготовления, сборки преобразователя и составляет 1 - 2 %.
Лучшими эксплуатационными характеристиками обладают магнитоупругие измерительные преобразователи момента. Они обеспечивают измерения в широком диапазоне частот вращения вала (до 6 000 об/мин) с точностью ±0,25 %. Диапазон измеренийограничивается в основном механическими свойствами чувствительного элемента, ане характеристиками преобразователя. В общем случае магнитоупругиеизмерительные преобразователи имеют две системы: возбуждения, создающую внешнийпоток энергии, и измерительную, регистрирующую изменение направления легкогонамагничивания или соответствующее ему изменение магнитной проницаемости приопределенной ориентации поля упругих напряжений.
При нагружении валов крутящим моментом наибольшие напряжения возникают на поверхности вала по направлениям, составляющим угол 45° с образующей, по которым будетиметь место и наибольшее изменение магнитной проницаемости. Поскольку напряжения в двух взаимно перпендикулярных направлениях имеют различные знаки(растяжение и сжатие), то и наиболее эффективными будут дифференциальныеизмерительные схемы. Этот принцип использован в конструкции дифференциальногомагнитоупругого измерительного преобразователя.
Внешнее магнитное поле создается катушками возбуждения2, расположенными равномерно поокружности вала и соединенными встречно-последовательно так, чтообеспечивается чередование магнитных полюсов. Вектор этого поля лежит в плоскости,перпендикулярной к оси вращения. При отсутствии нагрузки ЭДС, наводимые вобеих измерительных секциях 3,при изотропных магнитных свойствах материала чувствительного элемента будутравны. Если эти сигналы выпрямить и произвести их алгебраическое сложение, товыходной сигнал измерительного преобразователя будет равен нулю. Послеприложения крутящего момента происходит изменение сигнала в каждой из измерительныхсекций. При этом в секциях, расположенных над растянутыми волокнами, ЭДСувеличивается, а в секциях над сжатыми волокнами уменьшается. Выходной сигналравен разности этих ЭДС. При изменении направления приложения нагрузки выходнойсигнал изменяет знак. В схеме предусмотрены потенциометры для установки нуля(для грубой и тонкой регулировки). Корпус 1выполняется обычно из немагнитного материала.
На торсионном валу 1 фотоэлектрическогоизмерительного преобразователя момента закреплены диски 8 с радиальными прорезями. Эти диски вращаются вместе с валом. На статоре неподвижноукреплены источник света 5, диафрагмы 3 и 6 с узкой щелью и фотоэлементы 2 и 7.Лампа помещена посередине между дисками. При отсутствии крутящего момента прорезиправого и левого дисков могут одновременно открывать щели диафрагм, черезкоторые освещаются оба фотоэлемента одновременно. И в данном случае фототокиобоих фотоэлементов будут совпадать по фазе. При приложении крутящего моментапроисходит сдвиг щелей и освещение обоих фотоэлементов будет неодновременным,вследствие чего их фототоки сдвигаются по фазе. При номинальном значениикрутящего момента угол сдвига фаз между фототоками равен 180°. Измерительнаясхема 4 фотоэлектрического преобразователя осуществляет измерениевремени между импульсами фототоков, пропорционального приложенному крутящемумоменту.
5.3. Методы статических механических испытаний металлов
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.