PL230611B1 - Digital rotary torque meter - Google Patents

Abstract

Cyfrowy momentomierz obrotowy wyposażony w tensometry oraz mikroprocesorowy przetwornik analogowo cyfrowy charakteryzuje się tym, że układ nadawczy sygnałów elektromagnetycznych momentu obrotowego umieszczony jest w centralnej ruchomej części wału (1) między łożyskami (3), a odbiornikiem elektromagnetycznym (5) połączony z układem mikroprocesorowym w ekranowanej folią miedzianą (4) obudowie momentomierza (2).A digital torque meter equipped with strain gauges and a microprocessor analog-to-digital converter is characterized by the fact that the transmission system of electromagnetic torque signals is located in the central movable part of the shaft (1) between the bearings (3) and the electromagnetic receiver (5) connected to the microprocessor system in a shielded copper foil (4) on the torque gauge housing (2).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest cyfrowy momentomierz obrotowy przeznaczony do pomiaru momentu obrotowego oraz prędkości obrotowej przekładni mechanicznych, hamowni i układów napędowych.The subject of the invention is a digital torque meter designed to measure the torque and rotational speed of mechanical transmissions, dynamometers and drive systems.

Z polskiego opisu patentowego PL 201994 B1 znany jest momentomierz tensometryczny wyposażony w tensometry, wzmacniacz napięciowy, przetwornik i urządzenie odczytujące. Układ nadawczy z nadajnikiem sygnałów świetlnych momentu obrotowego znajduje się na części ruchomej momentomierza usytuowanej na wale silnika a odbiornik sygnałów świetlnych momentu obrotowego umieszczony jest na przedłużeniu osi obrotu wirnika.The Polish patent specification PL 201994 B1 describes a strain gauge equipped with strain gauges, a voltage amplifier, a converter and a reading device. The transmitting system with the torque light signal transmitter is located on the moving part of the torque meter located on the motor shaft, and the torque light signal receiver is located on the extension of the rotor rotation axis.

W przedstawionym rozwiązaniu sygnał z mostka tensometrycznego przekazywany jest poprzez złącze optyczne, co przy dużych obrotach momentomierza ma niekorzystny wpływ na wyniki pomiaru.In the presented solution, the signal from the strain gauge bridge is transmitted through the optical connector, which at high revolutions of the measuring shaft has an unfavorable effect on the measurement results.

Celem niniejszego wynalazku jest uniknięcie przedstawionych niedogodności, co uzyskano dzięki następującemu rozwiązaniu.The object of the present invention is to overcome the disadvantages shown, which is achieved by the following solution.

Istotą momentomierza według wynalazku jest to, że układ nadawczy sygnałów elektromagnetycznych momentu obrotowego umieszczony jest w centralnej ruchomej części wału skrętnego między łożyskami a odbiornikiem elektromagnetycznym. Układ nadawczy jest połączony z układem mikroprocesorowym w obudowie momentomierza, która jest ekranowana folią miedzianą.The essence of the inventive torque meter is that the electromagnetic torque signal transmitting system is located in the central moving part of the torsion shaft between the bearings and the electromagnetic receiver. The transmitting circuit is connected to the microprocessor circuit in the torque meter housing, which is shielded with a copper foil.

Obudowa momentomierza dla uzyskania ekranowania układu tensometrycznego, układu nadawczego i odbiorczego elektromagnetycznego oraz układu mikroprocesorowego wykonana została z kompozytu proszku poliamidowego spieczonego laserowo o granulacji maksymalnie 50 μm powleczoną z zewnątrz lub od środka folią miedzianą, zastępczo stosowanie obudowy momentomierza z kompozytu proszku poliamidowego z proszkiem miedzianym o granulacji maksymalnie 50 μm a zawartość proszku miedziowego nie przekraczająca 60% zawartości mieszanki.The torque meter housing for shielding the strain gauge system, the electromagnetic transmitting and receiving system and the microprocessor system was made of a composite of laser-sintered polyamide powder with a granulation of up to 50 μm, covered with copper foil from the outside or inside, alternatively the use of a torque meter housing made of a composite of polyamide powder with copper powder granulation maximum 50 μm and the content of copper powder not exceeding 60% of the mixture content.

Z układu nadawczego do ekranowanej obudowy momentomierza, w której znajduje się układ odbiorczy z układem mikroprocesorowym przesyłane są sygnały elektromagnetyczne. Sygnał elektromagnetyczny przekazywany jest w sposób proporcjonalny do wartości momentu obrotowego oraz obrotów wału momentomierza. Wartości analogowe z wału momentomierza są przetwarzane od razu w sygnał cyfrowy, co w istocie ogranicza zakłócenia mierzonego sygnału z zewnętrznych urządzeń w szczególności falowników silników elektrycznych. Dzięki temu rozwiązaniu sygnały mogą być podłączone do innych urządzeń sterowania automatyki przemysłowej obsługujące protokoły przemysłowe. Mierzone wartości momentu i obrotów mogą być mierzone w obu kierunkach.Electromagnetic signals are sent from the transmitting system to the shielded housing of the measuring shaft, in which the receiving system with the microprocessor system is located. The electromagnetic signal is transmitted in a manner proportional to the torque value and the rotational speed of the measuring shaft. Analog values from the shaft of the measuring shaft are immediately converted into a digital signal, which in fact reduces the interference of the measured signal from external devices, in particular electric motor inverters. Thanks to this solution, the signals can be connected to other industrial automation control devices that support industrial protocols. The measured torque and rotation values can be measured in both directions.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia momentomierz cyfrowy w przekroju wzdłużnym.The subject of the invention is illustrated in the drawing in which Fig. 1 shows the digital torque meter in longitudinal section.

Sygnał napięciowy momentu obrotowego przekazywany z układu tensometrycznego (6) jest przesyłany bezdotykowo przez nadawczy układ elektromagnetyczny (7). Układ tensometryczny jest zbudowany z mostka tensometrycznego (6) naklejonego na odkształcalnym wale momentomierza (1). Mostek tensometryczny (6) jest zasilany dodatkowym układem elektromagnetycznym (5) w sposób bezdotykowy. Układ odczytu i zasilania elektromagnetycznego (5) i układ mikroprocesorowy (8) znajdują się w ekranowanej obudowie momentomierza (2).The torque voltage signal transmitted from the strain gauge system (6) is sent without contact by the transmitting electromagnetic system (7). The strain gauge system is made of a strain gauge bridge (6) glued on the deformable shaft of the measuring shaft (1). The strain gauge bridge (6) is powered by an additional electromagnetic system (5) in a non-contact manner. The electromagnetic reading and supply system (5) and the microprocessor system (8) are located in the shielded housing of the torque meter (2).

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Cyfrowy momentomierz obrotowy wyposażony w tensometry oraz mikroprocesorowy przetwornik analogowo cyfrowy, znamienny tym, że układ nadawczy sygnałów elektromagnetycznych momentu obrotowego umieszczony jest w centralnej ruchomej części wału skrętnego (1) między łożyskami (3) a odbiornikiem elektromagnetycznym (5) połączony z układem mikroprocesorowym (8) w ekranowanej folią miedzianą (4) obudowie momentomierza (2).1. Digital torque meter equipped with strain gauges and a microprocessor analog-to-digital converter, characterized in that the transmitting system of electromagnetic torque signals is placed in the central moving part of the torsion shaft (1) between the bearings (3) and the electromagnetic receiver (5) connected with the microprocessor system (8) in the torque meter housing (2) shielded with copper foil (4). 2. Cyfrowy momentomierz obrotowy według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że obudowa momentomierza (2) dla uzyskania ekranowania układu tensometrycznego, układu nadawczego i odbiorczego elektromagnetycznego (5) oraz układu mikroprocesorowego (8) wykonana została z kompozytu proszku poliamidowego spieczonego laserowo o granulacji maksymalnie 50 μm, powleczoną z zewnątrz lub od środka folią miedzianą (4) zastępczo stosowanie obudowy momentomierza (2) z kompozytu proszku poliamidowego z proszkiem miedzianym o granulacji maksymalnie 50 μm, a zawartość proszku miedziowego nie przekracza 60% zawartości mieszanki.2. A digital torque meter according to claim 1, characterized in that the housing of the torque meter (2), for shielding the strain gauge system, the electromagnetic transmitting and receiving system (5) and the microprocessor system (8), is made of a composite of laser sintered polyamide powder with a granulation of up to 50 μm, coated on the outside or inside with a copper foil (4), alternatively using the torque meter housing (2) made of a composite of polyamide powder with copper powder with a granulation of maximum 50 μm, and the content of copper powder does not exceed 60% of the mixture content.