G - Physics – 01 – L
Patent
G - Physics
01
L
G01L 3/02 (2006.01)
Patent
CA 2347796
A method and apparatus for measuring torque of a rotating shaft is provided. In one embodiment, the apparatus (10) includes a transducer assembly (12) that is attached to a shaft. The transducer assembly includes a first plate member (14), a plurality of webs (18) extending from the first plate member and a second plate member (16) connected to the webs. A plurality of strain gauges are mounted on the transducer assembly at selected locations and in selected patterns. As torque is applied to the shaft, the torsional load from the shaft causes stress in the first plate member, the web members, and the second plate member. The strain gauges measure this stress and generate signals that provide a measure of the stress. The signals transmitted from the sensing circuit are compared with calibration data, and the torque value is inferred. In one embodiment, the strain gauges are arranged in opposing pairs on the transducer assembly and electrically connected as a Wheatstone bridge, so that strain resulting from non-torsional loads is canceled from the measured signal, thereby improving torque measurement accuracy. In another embodiment, the strain gauges are located on thinned regions in the transducer assembly which are fashioned for the purpose of creating areas of localized high stress. In another embodiment, the transducer assembly includes a decoupling aperture. The decoupling aperture miminizes hysteresis due to warping and bending of the transducer assembly.
L'invention concerne un procédé et un appareil de mesure du couple d'un arbre tournant. Dans un mode de réalisation, l'appareil (10) comprend un ensemble transducteur (12) fixé à un arbre. L'ensemble transducteur comprend un premier élément de plaque (14), une pluralité d'âmes (18) s'étendant à partir du premier élément de plaque et du second élément de plaque (16) reliés aux âmes. Une pluralité de jauges de contrainte sont montées sur l'ensemble transducteur en des endroits sélectionnés et selon des motifs choisis. A mesure que le couple est appliqué à l'arbre, la charge de torsion provenant de l'arbre engendre des contraintes dans le premier élément de plaque, les éléments d'âme ainsi que le second élément de plaque. Les jauges de contrainte mesurent cette contrainte et produisent des signaux fournissant une mesure de la contrainte. Les signaux transmis par le circuit de détection sont comparés à des données d'étalonnage et une valeur de couple en est déduite. Dans un mode de réalisation, les jauges de contrainte sont agencées par paires opposées sur l'ensemble transducteur et connectées électriquement sous la forme d'un pont Wheatstone, de manière que la contrainte résultant de charge nonorsionnelles soit annulée du signal mesuré, améliorant ainsi la précision de mesure du couple. Dans un autre mode de réalisation, les jauges de contrainte sont disposées sur des régions amincies dans l'ensemble transducteur, lesquelles sont façonnées aux fins de créer des zones de contrainte élevées localisées. Dans un autre mode de réalisation, l'ensemble transducteur comprend une ouverture de découplage. L'ouverture de découplage réduit au minimum l'histérésis dû au gauchissement et à la flexion de l'ensemble transducteur.
Lambson Vernon A.
Oyen Wiggs Green & Mutala Llp
LandOfFree
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