191005. lajstromszámú szabadalom • Forgatéknyomatékmérő berendezés
1 A találmány tárgya forgatónyomatékmérő berendezés, amely célszerűen mostoha körülmények között működő forgó tengelyek üzemközbeni nyomaté kának mérésére alkalmazható előnyösen, például a mezőgazdaság területén. Forgó gépeknél sok esetben követelmény, de a mezőgazdasági gépek energetikai és szilárdsági vizsgálatai megkövetelik pontos mérési módszerek alkalmazását. Méréssel lehet és kell megállapítani a gépek forgó tengelyein fellépő nyomatékosat, a különböző helyeken fellépő gyorsulásokat és rezgéseket. A forgó tengelyek nyomatékméréseit általában nyúlásmérőbélyegek segítségével tenzometrikus úton végzik. A mérni kívánt tengelyre felragasztjuk a nyúlásmérőbélyegeket mint érzékelőket és a nyúlásmérőbélyegek kivezetéseit kell galvanikusan összekötni az ehhez kiképzett erősítővel. Ennek érdekében csúszógyűrűs megoldású forgó leszedőket alkalmaznak. Ezen leszedők alkalmazása nehézkes és jó minőségben nagyon kevés világ-cég tudja előállítani, Gyakoriak a meghibásodások, és az elszennyeződések miatt az átmeneti ellenállásnak a megnövekedése. Jelenleg azonban egyre inkább kezdenek elteijedni a csúszógyűrű nélküli tenzometrikus leszedők. Dyen pl. a Philips gyártmányú PR 9910 típus, vagy a Hottinger gyártmányú 2555 típus. A Hottinger féle berendezésben a nyúlásmérőhíd kimenő jelét egy feszültség-frekvencia átalakítót és a kapacitív kicsatoló áramkört tartalmazó adóegység dolgozza fel, amelyhez frekvencia-feszültség átalakító és az elválasztó egyenáramú erősítő van csatlakoztatva. A mezőgazdasági gépek méréseinél alkalmazott csúszógyűrű nélküli leszedőknek különleges igényeket kell kielégíteni és szélsőséges klíma viszonyok mellett kell működni. Ezen követelményeket a berendezések nem minden esetben elégítik ki. Ez az ismert berendezés tehát kapacitív jeladót tartalmaz, amely azonban a már említett hátrányos tulajdonságai miatt alapvetően nem alkalmas a mezőgazdaság mostoha üzemi viszonyai között tartós üzemre. A találmánnyal célunk volt az, hogy olyan nyomatékmérő berendezést dolgozzunk ki, amely a mezőgazdaság mostoha viszonyai között is megbízhatóan képes üzemelni, a mérés kellő pontossággal elvégezhető és a berendezés kellőképpen megbízható, így gyakori javításra vagy a készülék cseréjére csak igen ritkán van szükség. Ezt a találmány szerint csúszógyűrű nélküli tenzometrikus jelfeldolgozó egységgel valósítottuk meg és felismertük azt, hogy a kapacitív jelátalakító helyett induktív jelátalakítót azaz adó- és vevőtekercset kell alkalmazni a kellőképpen megbízható működéshez. Ez ugyanis lehetővé teszi, hogy ne kelljen az érzékelő jelét vezetéken hosszan elvinni, továbbá, hogy a jelfeldolgozó egység adórészét közvetlenül az érzékelő közelében lehessen a forgó tengelyen elhelyezni, míg a vevőrészt a gép állórészén lehet elhelyezni. Ha jelfeldolgozó egységet két olyan részre bontjuk, hogy az a tengelyen szimmetrikusan van elhelyezve, nem befolyásolja a tengely nyomatékét, a feladatot optimálisan oldottuk meg. A találmány tárgya tehát forgatónyomatékmérő berendezés, célszerűen forgó tengelyek nyomatékának mostoha üzemi körülmények melletti méréséhez, amely a forgó tengelyen elhelyezett nyúlásmérőbélyeges érzékelőt, továbbá az érzékelőhöz csatlakoztatott jelfeldolgozó egységet tartalmaz, amely jelfeldolgozó egység erősítő, feszültség-frekvencla átalald-2 2 tót, továbbá frekvencia-feszültség átalakítót és mérőműszer meghajtó erősítőt tartalmaz. A találmány szerinti berendezés azzal jellemezhető, hogy az érzékelőhöz csatlakoztatott jelfeldolgozó egység egyik része adóegységként van kiképezve, amely magába foglalja az erősítőt, egy erősítő kimenetére kapcsolt nullázó áramkört, ennek kimenetére kapcsolt feszültség-frekvencia-átalakítót, továbbá a feszültség-frekvencia átalakító kimenetére, amely egyben az adóegység kimenete is, egy adótekercs van csatlakoztatva, amely adótekercs az adóegységgel együtt a forgó tengelyen van elhelyezve, továbbá az adótekercs egy vevő tekerccsel van induktív módon csatlakoztatva, amely vevőtekercs a gép állórészében van elhelyezve, a vevőtekercs jelének feldolgozására kiképezett vevőegységgel együtt, amely vevőegység illesztő fokozatot, az illesztő fokozat kimenete felüláteresztő szűrőn, komparátoron a frekvencia-feszültség átalakítón és illesztő fokozaton keresztül van a mérő- vagy regisztráló műszerrel csatlakoztatva. A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakja, azzal jellemezhető, hogy a vevőegység komparátorának kimenetére egy leválasztó erősítőn keresztül egy frekvenciamérő van csatlakoztatva. A találmány szerinti berendezés még egy további előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy a vevőegység frekvencia-feszültség átalakítójának a kimenetére leválasztó erősítőn keresztül feszültségmérő van csatlakoztatva. A találmány szerinti nyomatékmérő berendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábrán látható a találmány szerinti nyomatékmérő berendezés adóegységének valamint adótekercsének a rajza, a 2. ábrán látható a vevőegység egy példakénti kiviteli alakjának blokkvázlata, míg a 3. ábrán a találmány szerinti berendezés elhelyezésének egy példakénti kiviteli alakja látható. Ahogyan az az 1. ábrán megfigyelhető, a találmány szerinti nyomatékmérő berendezés tartalmaz egy célszerűen nyúlásmérőbélyegekből álló hidat tartalmazó 1 érzékelőt, amelynek kimenete a 14 adóegység bemenetére van csatlakoztatva. A 14 adóegység egy az 1 érzékelőhöz csatlakoztatott 2 erősítőt, a 2 erősítő kimenetre csatlakoztatott 3 nullázó áramkört tartalmaz. Az utóbbi teszi lehetővé, hogy minden esetben az adott viszonyokhoz lehessen a 2 erősítő kimenetét a 3 nullázó áramkörrel nullázni, így a 3 nullázó áramkör kimenetére csatlakoztatott 4 feszültség-frekvencia-átalakító minden esetben az 1 érzékelő jelének megváltozásával aranyos jelet fogja mérni. Ehhez természetesen célszerű, ha a nyúlásmérőbélyegek az 1 érzékelőben hídba vannak kapcsolva. A találmány szerinti berendezést úgy alakítottuk ki, hogy a 4 feszültség-frekvenciaátalakítókHznagyságrendű frekvenciájú jelet állítson elő, így a frekvencia változása, amely a nyomaték változásával arányos, jól továbbítható jelként kerül a 4 feszültség-frekvencia átalakító kimenetére csatlakoztatott 5 adótekercsre. Az adótekercs, ahogy ez a 3. ábrán is megfigyelhető, a 17 forgótengelyre van feltekerve közvetlenül az 1 érzékelő és a 14 adóegység közelében. így a környezet zavaró hatása is lényegesen lecsökken. A gép 18 állórészében van az 5 adótekercs jelét vevő 6 vevőtekercs, valamint a vett jel jelfeldr zására kiképezett 19 vevőegység elhelyezve. A 19 vevőegység 7 illesztő fokozatot, ehhez csatlakoztatott 8 felülát-191.005 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
