Диагностика строительных машин / Датчики средств диагностирования строительных машин / Глава 4.7
Датчики для измерения механических сил растяжения и сжатия и вращающего момента
Измерение механических сил растяжения и сжатия при диагностировании машин необходимо при оценке тяговых и тормозных характеристик автомобилей на диагностических стендах; усилий на рычагах управления и педалях машин; силы, развиваемой гидроцилиндрами, и др. Используемые при этом датчики силы указаны.
Результаты экспериментальных исследований и сравнительного анализа различных типов датчиков силы с учетом конкретных условий измерения диагностических параметров, приведенных, показывают, что наиболее пригодными для диагностирования машин в производственных условиях являются малогабаритные тензорезисторные преобразователи растяжения и сжатия (одновременно) типа ЛХ и ТПА. В случае измерения силы одного направления с высокой степенью точности (для исследовательских целей) целесообразно использовать датчики типа Р-4, С-4.
При разработке поверочной диагностической аппаратуры (образцовых диагностических средств) наиболее пригодны преобразователи типа СВ и СВА с цифровой индикацией результата измерения.
Измерение вращающегося момента производится при оценке тяговых и мощностных характеристик автомобилей и тракторов. Например, определяются: вращающий момент, создаваемый на валу стенда КИ-4856 автомобилем при тяговых испытаниях; вращающий момент, создаваемый на валу стенда КИ-8927 трактором при оценке его мощностных характеристик.
Наиболее практическое распространение при измерении вращающего момента получила тензорезисторные, фотоэлектрические и электромагнитные преобразователи. В некоторых случаях используются косвенные методы измерения.
Особенностью измерения вращающего момента при диагностировании машин является то, что он определяется в тяжелых эксплуатационных условиях на валах, имеющих высокую частоту вращения (до 2000 мин-1). При этом возникают трудности сопряжения датчиков с валом, подведения электроэнергии и снятия выходного сигнала. При работе в этих условиях большинство преобразователей имеет малый ресурс, неудовлетворительные метрологические характеристики и отличается сложностью и высокой стоимостью конструкции. Косвенные методы измерения имеют, кроме того, значительную методическую погрешность и требуют применения специальной передаточной кинематической схемы.
Наиболее предпочтительным типом датчиков для измерения вращающего момента при диагностировании машин в производственных условиях являются тензорезисторные преобразователи с бесконтактным токосъемом. Значительный интерес представляют и магнитоупругие преобразователи, например преобразователи с удвоенным числом измерительных полюсов, принципиальная электрическая схема которого разработана кафедрой автоматизации Челябинского политехнического института. Этот датчик был установлен на стенде для тяговых испытаний автомобилей КИ-4856, внедренном в райсельхозтехнике Тульской области, и показал положительные результаты.
Рассмотрим наиболее широко используемые датчики силы и вращающего момента.