DE2303936A1

DE2303936A1 - Drehmomentmesser

Info

Publication number: DE2303936A1
Application number: DE2303936A
Authority: DE
Inventors: Haskell Ginns
Original assignee: INDIKON Co
Current assignee: INDIKON Co
Priority date: 1972-01-31
Filing date: 1973-01-26
Publication date: 1973-08-09
Also published as: GB1362940A; DE2303936C2; FR2170093A1; SE390063B; CA975984A; JPS5435511B2; JPS4885184A; IT977069B; CH559355A5; FR2170093B1; US3797305A

Description

3!p!.-!r«-'. Π. B-KTZ βθΠ.

J M B η oh β η 22, Siaiosdorfetr. 10

052-20.Ο93Ρ(20.Ο94Η) 26.1.1973

The lndikon Company, Inc., Watertown (Mass«)

(V. St. A.) ,

Drehmomentmesser

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmomentmesser, insbesondere auf selbstkalibrierende Vorrichtungen zur Anzeige von Wellen-Drehmomenten.

Es besteht ein beträchtlicher Bedarf an Ausrüstungen, mit denen die durch eine Welle übertragene Leistung (PS) bestimmt werden kann. Ein Beispiel hierfür ist eine We^-IIe, die einen elektrischen Generator mit seinem Antrieb verbindet. Die Leistung ist physikalisch das Produkt aus dem Drehmoment und der Drehzahl der Welle. Die Drehzahl kann leicht bestimmt werden. Es ist jedoch schwierig und umständlich, das Drehmoment der Welle genau zu messen,

052-(lNDI-2)-Ko-r (8)

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Das Drehmoment einer Welle wird bisher dadurch bestimmt, daß eine Vier-Dehnungsmeßstreifen-Brücke an der Welle befestigt ist, um die Wellendehnung entlang senkrechten Oberflächenwinkeln zu erfassen, deren jeder um 45 zur Wellendrehachse geneigt ist. Die Betätigungsleistung für die Dehnungsmeßstreifenbrücke und das aus dem Drehmoment der Welle sich ergebende Brückenverstimmungssignal werden bisher jeweils durch Schleifringe oder Dynamotoren auf die Welle bzw. von dieser übertragen. Die Schleifringe arbeiten jedoch wegen ihrer schnellen Abnutzung und ihres hohen Geräuschpegels nicht zufriedenstellend. Eine kurze Lebensdauer ist bei Anwendungen mit großen, weit voneinander entfernten Anlagen oder Instrumentierungen, wie beispielsweise bei Pumpsystemen oder bei einer Energieerzeugung, nachteilhaft, bei denen das System viele Monate lang kontinuierlich arbeiten soll. Ein Dynamotor kann, indem er eine direkte elektrische Leitung zwischen der Welle und einer äußeren Instrumentierung vermeidet, das Problem der Abnutzung und des auf der Berührung beruhenden Geräusches lösen. Ein Dynamotor hat. jedoch den wesentlichen Nachteil, daß sich bei einer Verwendung ohne Lager sein Kopplungs-Wirkungsgrad mit der Zeit beträchtlich aufgrund von einer Ungenauigkeit oder einer Fehlausrichtung der Welle oder aufgrund von thermischen Effekten verändert. Wenn Lager verwendet werden, um die Primär- und Sekundärwicklungen des Dynamotors iii einer genauen Beziehung zueinander zu halten, dann verringern die Lager selbst die Laufzeiten zwischen Wartungen und vergrö-' ßern die Kosten und die Abmessungen des gesamten Systems. Beispiele für Vielfach-Dynamotoren' sirid^! in den US-PS 3 519 969 und 3 531 748 beschrieben. ^;* ■

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Erfindungsgemäß ist eine Wellen-Drehmoment-Meßvorrichtiing vorgesehen, bei der unerwünschte Veränderungen, die beispielsweise auf einem sich ändernden Kopplungs-Wirkungsgrad zwischen der sich drehenden ¥elle und der äußeren Instrumentierung beruhen» elektronisch kompensiert werden, um eine wesentlich genauere Anzeige des Wellen-Drehmoments zu erzielen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein einziger Dynamotor vorgesehen, der den Antrieb mit einer Welle koppelt und Drehmoment-Anzeigesignale an äußere elektronische Einrichtungen übermittelt« Der Dynamotor ist für eine lange Lebensdauer ausgelegt und weist lediglich eine geringfügige Veränderung seiner Kopplung auf. Es soll jedoch angenommen werden, daß insbesondere über eine lange Zeit eine gewisse Veränderung der Kopplung auftritt. Um die Wirkung dieser Veränderung auszuschließen, ist eine kompakte Festkörper-Elektronik-Kompensationsvorrichtung an der Welle befestigt. Die an der Welle befestigte Elektronik speist ein Erregersignal in eine Dehnungsmeßstreifenbrücke, die an der Welle befestigt ist, und erfaßt eine Verstimmung der Brücke, die das Drehmoment der Welle anzeigt. Das Brükkenverstimmungssignal wird weiterhin über den Dynamotor in eine äußere Instrumentierung gespeist.

Die Betätigungsleistung für die an der Welle befestigte Elektronik wird durch den Dynamotor eingespeist. Die an der- Welle befestigte Elektronik spricht auf eine erste und eine, zweite Kennlinie im Antriebssignal an, um zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand umzuschalten. Im ersten Zustand arbeitet die an der Welle befestigte Elektronik normal und erzeugt ein Brückenverstimraungssignal, das direkt

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das Drehmoment der Welle anzeigt. Im zweiten Zustand wird eine Vorspannung an die Dehnungsmeßstreifenbrücke gelegt, die bewirkt, daß das Brückenverstimmungssignal ein Bezugssignal ist, das ein vorbestimmtes Drehmoment der Welle wiedergibt. Das normale Brückenverstimmungssignal und das Bezugs signal sind über den ,gleichen Dynamotor verbunden und werden in ähnlicher Weise durch Veränderungen der Kopplung des Dynamotors beeinflußt. Das normale Verstimmungssignal und das Bezugssignal, die von der äußeren Elektronik empfangen werden, werden abgetastet und logisch verarbeitet, wobei das normale Verstimmungssignal gegenüber Veränderungen in der Dynamotor-Kopplung kompensiert ist, indem das bekannte, durch das Bezugssignal dargestellte Drehmoment verwendet wird»

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen?

Fig. 1 eine ein Drehmoment übertragende Welle mit einer Elektronik und einer Dehnungsmeßstreifenbrücke, die an der Welle angebracht sind, wobei Dynamotor-Kopplungssignale in die Welle eingespeist und von dieser abgegriffen sind;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kompensation von Veränderungen der Kopplung des Dynamotors; und

Fig. 3 Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung.

In der Fig. 1 ist eine Welle 12 dargestellt, die eine mechanische Leistung von einem Eingang 14 zu einem Ausgang

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16 führt. Um das Drehmoment der Welle und damit letztlich die übertragene Leistung zu messen, ist eine Dehnungsmeßstreifenbrücke 18 aus Dehnungsmeßstreifen 20, 22, 24 und auf der Welle befestigt, wobei die Dehnungsmeßstreifen unter einem Winkel von 45 zur Rotationsachse vorgesehen sind. Jeder Knoten der Brücke 18 ist mit einer Elektronikeinrichtung 28 verbunden, die ebenfalls an der Welle 12 befestigt ist und eine kompakte, in bekannter Weise mit einem Gehäuse versehene Festkörperschaltung aufweist, um nicht durch Drehungen der Welle nachteilig beeinflußt zu werden. Die Elektronikeinrichtung 28 ist ebenfalls jeweils mit einer ersten und einer zweiten Wicklung 30 und 32 eines ersten Dynamotors 33 verbunden, der an der Welle 12 befestigt ist. Die Wicklungen 30 und 32 drehen sich in einer festen Wicklung 34, deren Anschlüsse 36 und 38 mit einer äußeren Schaltung (Fig. 2) verbunden sind.

Wie in der Figo 2 dargestellt, wird die Spule 34 an ihren Anschlüssen 36 und 38 durch Signale erregt, die abwechselnd über einen Schalter 40 von einem 25-kHz-0szillator 42 und einem 100-kHz-Oszillator 44 eingespeist werden.

, _t sicher_J S

Der Schalter 40 wird durch einenFoIgSgenerator >\ψ gesteuert, der die Periode von vier Zeitintervallen 48, 50, 52 und 54 (Fig. 3A) bestimmt. Während des Intervalls 48 (Fig. 3B) ist ein erster Kontaktsatz 56 des Schalters 4θ geschlossen, um das Signal vom Oszillator 42 zur Spule 3^ zu speisen. Wie aus der Fig. 3C hervorgeht, ist ein zweiter Kontaktsatz 58 im Schalter 40 während des Intervalls 52 geschlossen, um Signale vom Oszillator 44 zur Spule 34 zu speisen. Während der Zwischenzeiten 50 und 54 wird die Spule 3^ von keinem der Oszillatoren 42 oder 44 erregt.

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{fr. 309832/0475

Die 25-kHz- und 100-kHz-Signale, die in die Spule 34 des Dynamotors 33 eingespeist werden, sind zur Spule 32 auf der Welle 12 geführt. Die Spule 32 speist die elektrischen Schwingungen in eine Gleichrichterschaltung 6o, die die Betätigungsleistung zu der auf der Welle 12 befestigten Elektronikeinrichtung 28 über Anschlüsse 62 und 64 führt. Bestimmte Verbindungen zwischen der Schaltung und den Versorgungsanschlussen 62 und 64 sind nicht dargestellt. Diese Verbindungen bestehen jedoch. Der Gleichrichter 6O hat ein Filter 66, das, wie bekannte Filter, nicht nur eine. Welligkeit aus dem Gleichrichtersignal entfernt, sondern auch eine ausreichende Signalspeicherung und Pegelsteuerung gewährleistet, um das Gleichstrom-Pegel-Ausgangssignal an den Anschlüssen 62 und 64 in den Intervallen 50 und 54 zwischen den Perioden 48 und 52 aufrecht zu erhalten, wenn eine Leistung über die Spulen 34 und 32 in den Gleichrichter 6o eingespeist wird. Für diese kontinuierliche Gleichstromspeisung kann das Filter 66 einen Filterkondensator 68, einen Serienwiderstand 70 und eine gesteuerte Diode 72 haben.

Ein kontinuierlicher Gleichstrom vom Gleichrichter 60 erregt einen 10-kHz-Oszillator 74, der elektrische Schwin«: gungen in entgegengesetzte Knoten 76 und 78 der Brücke ;1.Sieinspeist. Die anderen beiden entgegengesetzten Knoten 80 und 82 sind jeweils über Verstärker 84 und 86 mit entgegengesetzten Anschlüssen der Spule 30 verbunden, um das Brükkenverstimmungssignal über den Dynamotor in die äußere Spule 34 zu speisen. .

Weiterhin sind in der Elektronikeinrichtung 28 auf der Welle 12 jeweils ein 25-kHz-Filter 88 und.ein 100-kHz-Fil-

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ter 90 vorgesehen, die jeweils das 25-kHz-Signal und das 1OO-kHz-Signal von der Spule 32 auswählen oder auf dieses ansprechen, um einen Flipflop 92 zu stellen oder zurückzustellen. Die Filter 88 und <?O körinen mit dem Flipflop 92 wechselstromgekoppelt sein. Eine Wechselstromverstärkung kann, wenn erforderlich, für bestimmte Bauteile vorgesehen sein.

Ein binäres Ausgangssignal des Flipflops 92 wird in einen elektronischen Schalter 94 eingespeist, der in der Fig. 2 zur Vereinfachung der Darstellung als mechanischer Schalter gezeigt ist. Der Schalter 94 spricht auf eines der binären Ausgangssignale an, um seine Kontakte während der Intervalle 52 und 54 zu schließen, wobei der Schalter seinerseits einen Widerstand 96 parallel zum Widerstands-Dehnungsmeßstreifen 22 der Brücke 18 verbindet_o Auf diese Weise wechselt das in die Spule 32 eingespeiste Signal zwischen einem normalen Verstimmungssignal von der Brücke 18 während der Intervalle 48 und 50 und einem Bezugssignal während der Intervalle 52 und 5k. Das Bezugssignal hat eine Amplitude, die durch den Nebenschluß-Widerstand 96 sowie durch das Ist-Drehmoment der Welle bestimmt ist. Das Bezugssignal gibt ein vorbestimmtes Drehmoment der Welle wieder, das zum Ist-Drehmoment der Welle hinzugezählt ist.

Sowohl das normale Verstimmungssignal als auch das Bezugssignal sind über die Spule 30 zur Spule 3k geführt, wo sie genau während der Intervalle 50 und 5k zwischen den Perioden 48 und 52 erfaßt werden, wenn die 25-kHz- und die 100-kHz-Leistung über den Schalter kO zur Spule 34 gespeist wird. Das Verstimmungssignal und das Bezugssignal

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der Spule 34 werden über ein 10-kHz-Filter 98 in eine erste und eine zweite Kontaktfolge 102 und 104 eines Schalters eingespeist, der durch den Folgegenerator 46 gesteuert wird» Während des Intervalls 50 sind, wie durch das Steuersignal der Fig* 3D angedeutet, die Schalterkontakte 102 durch den Folgegenerator 46 geschlossen, um das normale Verstimmungssignal zu einem Verstärker 106 und in einer Reihe zu einem Gleichrichter 108 zu einem Abtast- und Wiedereinschaltglied 11Ö zu speisen. Während des Zeitintervalls 54 sind, wie in der Fig. 3E dargestellt, die Kontakte 104 durch den Folgegenerator 46 geschlossen, um das Bezugssignal in einer Folge über einen Verstärker 112 und einen Gleichrichter 114 zu einem Abtast- und Wiedereinschaltglied 116 zu speisen. Die Abtast- und Wiedereinschaltglieder 110 und 116 haben jeweils an ihren Ausgängen Signale, die das normale Verstimtnungssignal der Brücke 18 und das Bezugssignal anzeigen, das durch das Schließen der Kontakte im Schalter 94 erzeugt wird.

Durch eine geeignete Auswahl des Wertes des Widerstandes 96 in bezug auf die normalen Widerstände der Dehnungsmeßstreifen 20 bis 26 in der Brücke 18 kann dem Bezugssignal ein Wert gegeben werden, der ein Vielfaches, insbesondere das Zehnfache des gesamten Bereiches des Verstimmungssigiiales von der Brücke 18 zusätzlich zu einer Komponente ist, die dem Ist-Verstimmungssignal entspricht. Das Bezugssignal stellt so ein großes, bekanntes Drehmoment zusätzlich zu einem Ist-Drehmoment der Welle dar. Mathematisch ist das Ausgangssignal an den Anschlüssen 80 und 82 der Brücke 18 bei geöffneten Kontakten des Schalters 94 durch folgende Gleichung gegeben:

V ΔΕ
^Vo ~ ~~R ^{für kleine} Werte von R ( 1 )

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Dabei bedeutet %

V. das Signal über den Punkten 76 und 78,

R den Widerstand der Dehnungsmeßstreifen 20 bis 26 im ungedehnten Zustand, und

ΔΗ die gleichzeitige Widerstandsveränderung in allen Dehnungsmeßstreifen, wobei benachbarte Dehnungsmeßstreifen in der Brücke sich in entgegengesetzten Richtungen ändern»

Das Ausgangssignal der Brücke bei einem geschlossenen Schalter 9^ ist ungefähr gegeben durchs

VR
V₀ ¹W (V_o - η^γ) (1 - a + a ...) (2)

Dabei bedeutet R¹ den Wert des Widerstandes 96,

a = R/2R¹, und AR/R (gesamter Bereich) = 0,002.

Aus den Gleichungen (1) und (2) geht hervor, daß das Ausgangssignal der Brücke im Kalibrier-Bezugsbetrieb zusammengesetzt ist aus einem Term, der lediglich von der Verstimmung der Brücke aufgrund eines Drehmoments (V ) abhängt, aus einem Term, der lediglich vom Kalibrierwiderstand 9d ((- T|jt) (i-a+a ...)) abhängt und aus einem Term ((^v _o) (-a+a .·.)» der von beiden abhängt..

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In einem üblichen Fall, in dem R' ungefähr zwölfmal
so groß wie R ist (a = 1/24), kann der durch diesen letzten Term eingeführte Fehler für zahlreiche Anwendungen vernachlässigt werden, da er weniger als ein halbes Prozent
zum Bezugssignal beiträgt. Unter diesen Umständen werden
die jeweils in den Abtast- und Wiedereinschaltgliedern 110 und 116* gehaltenen Drehmoment- und Bezugssignale über Pufferverstärker 118 und 120 zu invertierenden und nicht invertierenden Eingängen eines Differenzverstärkers 122 gespeist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 118 und das
Ausgangssignal des Differenzverstärkers 122 werden dann
jeweils in den Zähler- und Nennereingang eines Verhältnis-Spannungsmessers 124 eingespeist. Da das Signal im Abtast- und Wiedereinschaltglied 116 im wesentlichen gleich ist
zum Signal im Abtast- und Wiedereinschaltglied 110 zusätzlich mit dem zehnfachen vollen Bereich des Ausgangssignals der Brücke 18, empfängt der Verhältnis-Spannungsmesser 124 an seinen jeweiligen Eingängen ein Signal, das ein Drehmoment der Welle anzeigt, und ein Signal, das ein großes,
vorbestimmtes Drehmoment anzeigt. Das Verhältnis-Ausgangssignal des Spannungsmessers 124 stellt so das Ist-Drehmoment der Welle dar, das gegenüber Kopplungsfehlern im Dynamotor 33 kompensiert ist. Die Skala des Spannungsmessers 124 kann so eingestellt sein, daß direkt das Drehmoment der Welle abgelesen werden kann.

Wie oben bereits ausgeführt wurde, kann sich die Kopplung zwischen den Spulen 30, 32 und 34 des Dynamotors 33
aufgrund einer Fehlausrichtung der Welle oder einer Wärmeausdehnung oder aufgrund von Temperatureffekten des Widerstandes der Spule und aufgrund von anderen Faktoren verändern, so daß eine Zufallsveränderung in das normale Ver-

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stimmungssignal und das Bezugssignal am Ausgang des Filters 28 eingeführt wird. Die Wirkungen der Dynamotor-Kopplung sind jedoch verglichen zur Abtastgeschwindigkeit ausreichend langsam, wobei etwa in einer Sekunde hundertmal abgetastet wird, so daß die Kopplung über zahlreiche Perioden des Folgegenerators k6 konstant zu sein scheint. Dies bewirkt, daß sowohl das normale Brückenverstimmungssignal als auch das Bezugssignal gleich durch den gleichen Kopplungsfehler beeinflußt werden; und das Verhältnis dieser Signale, das am Ausgang des Spannungsmessers 12^ angezeigt wird, ist frei von diesem Fehler.

Es wurde angenommen, daß der Term (V ) (-a+a ...) für ausreichend genaue Ergebnisse unter den aufgezeigten Bedingungen vernachlässigt werden kann. Es ist jedoch möglich, daß d^ese Bedingungen erfordern, daß dieser Term mitgezählt wird, was beispielsweise bei Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen-Bauteilen gilt, die eine wesentlich größere Veränderung des gesamten Bereiches aufweisen. Dann hat das Bezugssignal eine Komponente, die einem Prozentsatz des Ist-Brücken- Drehmoments entspricht. tJm diese zusätzliche Komponente zu kompensieren, kann der Addierverstärker 122 einen eingestellten Verstärkungsfaktor für das Eingangssignal vom Verstärker 118 haben, der vom Verstärkungsfaktor für das Eingangssignal vom Verstärker 120 verschieden ist. Es ist auch möglich, das Ausgangssignal vom Verstärker 118 über einen Schalter 126 und ein Dämpfungsglied 128 zu einem weiteren Eingang des Verstärkers 120 zu speisen.

Das durch diese Vorrichtung erzeugte Bezugssignal, das ein bekanntes Drehmoment für eine automatische Fehlerkompensation im Drehmoment-Verstimmungssignal darstellt, ist

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in sich stabil, da es von den Widerstandseigenschaften des Widerstandes 96 abhängt, die in gewünschter Weise gesteuert werden können. Insbesondere kann der Widerstand 96 mit einem geeigneten Temperaturkoeffizienten (durch die Verwendung eines Thermistors) gewählt werden, der komplementär zum Temperaturkoeffizient der Dehnungsmeß-streifen-Widerstände 20 - 26 ist, oder der ein Gegengewicht bildet zu den Temperatureffekten der elastischen Eigenschaften der Welle, so daß eine weitere Fehlerkompensation in der durch den Spannungsmesser 12k gegebenen Anzeige des Drehmoments vorliegt. Weiterhin werden Veränderungen der auf der Welle befestigten Elektronikeinrichtungen und des in diese eingespeisten Stromes automatisch kompensiert.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung schaltet die auf der Welle angebrachte Elektronikeinrichtung zwischen einer normalen Drehmoment-Abtastung und einer Bezugs-Drehmoment-Abtastung mittels der Einspeisung verschiedener Frequenzen zur Erregung dieser sich drehenden Schaltung. Es ist möglich, diese verschiedenen Betriebsarten auf andere Weise zu erzeugen. Beispielsweise kann eine Folge von Impulsen über den Dynamotor eingespeist werden, so daß die Vorrichtung schaltet, oder ein auf der Welle angebrachter monostabiler oder astabiler Multivibrator kann abhängig von äußeren Impulsen in gewünschter Weise schalten oder nicht schalten.

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Claims

Patentansprüche

11.!Drehmomentmesser zur Erzeugung eines ein Wellen-Drehmoment darstellenden elektrischen Signals, das von einem auf der Welle angebrachten Drehmoment-Fühler abgeleitet ist, und zur Kompensation von Signalveränderungen, die nicht auf Änderungen des Drehmomentes beruhen, gekennzeichnet durch

eine erste Einrichtung (33) zum Beaufschlagen der Welle (12) mit elektrischer Energie von außen,

eine zweite Einrichtung, die diese Energie empfängt,

eine dritte Einrichtung, die auf diese Energie anspricht und den Drehmoment-Fühler (18) erregt, wodurch der Drehmoment-Fühler ein Ausgangs-Drehmoment-Signal erzeugt, das das Drehmoment der Welle darstellt,

eine vierte Einrichtung, die periodisch das Drehmoment-Signal voreinstellt, um ein Ausgangs-Bezugs-Signal anstelle des Ausgangs-Drehmoment-Signals zu erzeugen, wobei das Bezugssignal ein vorbestimmtes Drehmoment der Welle (12) darstellt ,

eine fünfte Einrichtung zur Kopplung des Drehmoment- und des Bezugssignals und der Welle mit Punkten außerhalb der Welle (12), und

eine sechste Einrichtung (^2k), die auf das Drehmoment- und das Bezugssignal anspricht, die von der Welle (12) ausge-

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koppelt sind, um das das Drehmoment der Welle darstellende elektrische Signal zu erzeugen.

2. Drehmomentmesser nach Anspruch 1, dadurch gekenn- * zeichnet, daß die erste Einrichtung einen Dynaaomotor (33) aufweist, daß der Drehmoment-Fühler eine Dehnungsmeßstreifenbrücke (i8) ist, und daß die vierte Einrichtung periodisch den Widerstand von einem oder von mehreren Zweigen der Dehnungsmeßstreifenbrücke verändert.

3· Drehmomentmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sechste Einrichtung ein Glied (124) aufweist, das das Verhältnis des Drehmoment- und des Bezugssignals bestimmt.

k. Drehmomentmesser nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dafr das Glied (124) ein Bauteil zur Einstellung des Bezugssignals auf einen vorbestimmten Prozentsatz des Drehmomentsignals hat.

■5· Drehmomentmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung ein Glied zur Einstellung des Drehmoment-Fühlers (18) hat.

6. Drehmomentmesser zur Anzeige eines Drehmoments einer Welle, abhängig von Veränderungen eines auf der Welle angebrachten Drehmoment-Fühlers, und zur Kompensation von nicht auf Veränderungen des Drehmoments beruhenden Veränderungen, gekennzeichnet durch

eine erste Einrichtung zum Beaufschlagen mit einer elektri-

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sehen Erregung mit festen, sich wiederholenden Kennlinien,

eine zweite Einrichtung (33) zur Kopplung dieser Erregung mit der Welle (12),

eine dritte, an der Welle (12) befestigte Einrichtung, die auf die elektrische Erregung anspricht und den Drehmoment-Fühler (18) erregt, wodurch der Drehmoment-Fühler (18) ein Ausgangs-Drehmoment-Signal erzeugt, das das Drehmoment der Welle (12) darstellt,

eine vierte, auf die sich wiederholenden Kennlinien ansprechende Einrichtung, die abwechselnd den Drehmoment-Fühler (18) voreinstellt, um anstelle des Drehmomentsignals ein Bezugssignal zu erzeugen,

eine fünfte Einrichtung zur Auskopplung des Drehmoment- und des Bezugssignals von der Welle (12), und

eine sechste Einrichtung, die auf das Drehmoment- und das Bezugssignal anspricht, die von der Welle (12) ausgekoppelt sind, um das Drehmoment der Welle (12), kompensiert gegenüber nicht auf Änderungen des Drehmoments der Welle (12) beruhenden Veränderungen, anzuzeigen.

7. Drehmomentmesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung ein einziger Dynaaemotor (33) ist.

8. Drehmomentmesser nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment-Fühler eine Dehnungs-

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meßstreifenbrücke (18) ist, daß die vierte Einrichtung eines der Glieder der Brücke (18) mit einem vorbestimmten Widerstand nebenschließt, und daß die Anzeigeeinrichtung (124) ein Differenzglied für das gekoppelte Drehmoment- und Bezugssignal aufweist, um ein Differenzsignal zu erzeugen und um das Verhältnis des von der Welle (12) ausgekoppelten Drehmomentsignals mit dem Differenzsignal anzuzeigen.

9. Drehmomentmesser zur Anzeige eines Drehmoments einer Welle mit einer ersten, an der Welle befestigten Elektronikeinrichtung und einer zweiten außerhalb der Welle vorgesehenen Elektronikeinrichtung einschließlich einer Umsetzer-Kopplungs-Einrichtung zur Kopplung der elektrischen Signale zwischen der ersten und zweiten Elektronikeinrichtung, wobei die Kopplungseinrichtung auf Veränderungen im Kopplungs-Wirkungsgrad anspricht, dadurch gekennzeichnet,

daß die zweite Elektronikeinrichtung aufweist:

eine erste Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mit einer ersten Frequenz,

eine zweite Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mit einer zweiten, davon verschiedenen Frequenz,

eine dritte Einrichtung, die abwechselnd die Schwingungen mit der ersten und der zweiten Frequenz an die Kopplungseinrichtung (33) anlegt und Zwischenintervalle bildet, wenn keine der Schwingungen angelegt ist,

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daß die erste Elektronikeinrichtung aufweist:

eine vierte Einrichtung, die abwechselnd die elektrischen Schwingungen mit der ersten und der zweiten Frequenz von der Kopplungseinrichtung (33) empfängt,

eine fünfte Einrichtung, die den Drehmomentmesser aus den empfangenen Schwingungen während der Zwischenintervalle zwischen der Einspeisung der elektrischen Schwingungen zur Kopplungseinrichtung (33) mit der ersten und der zweiten Frequenz mit Energie speist,

einen Drehmoment-Fühler (18), der an der Welle (12) zum Abgriff des Drehmoments befestigt ist,

eine sechste Einrichtung, die auf die den Drehmomentmesser betreibende Energie zur Erregung des Drehmoment-Fühlers (18) anspricht, um ein Drehmomentsignal zu erzeugen, das das Drehmoment der Welle (12) darstellt,

eine siebte Einrichtung zur Einspeisung des Drehmomentsi gnals in die Kopplungseinrichtung (33)»

eine achte Einrichtung, die auf die abwechselnd empfangenen ersten und zweiten Frequenzen der elektrischen Schwingungen anspricht, um abwechselnd den Drehmoment-Fühler (18) voreinzustellen, so daß ein Bezugssignal erzeugt wird, das ein vorbestimmtes Drehmoment darstellt und in die Kopplungseinrichtung (33) anstelle des Drehmomentsignals eingespeist wird,

wobei die zweite Elektronikeinrichtung eine neunte Einrich-

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tung (124) hat, die das Bezugs- und Drehmomentsignal während der Zwischenintervalle empfängt und ein Anzeigesignal erzeugt, das das gegenüber Veränderungen im Drehmomentsi- « gnal kompensierte Drehmoment der Welle (12) wiedergibt, wobei die Veränderungen im Drehmomentsignal nicht auf Veränderungen des Drehmomentes beruhen.

10. Drehmomentmesser nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung ein einziger Dynaw»- motor (33) ist.

11. Drehmomentmesser nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die neunte Einrichtung (124) ein Bauteil zur Differenzbildung zwischen den empfangenen Drehmoment- und Bezugssignalen hat, um ein Differenzsignal zu erzeugen, das das bekannte Drehmoment direkter wiedergibt, und um das Verhältnis des empfangenen Drehmomentsignals zum Differenzsignal anzuzeigen.

12. Drehmomentmesser nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentfühler (18) eine Vier-Dehnungsmeßstreifenbrücke (20, 22, 24, 26) hat, daß die Einrichtung zur Erregung einen Oszillator hat, der eine elektrische Erregung an sich gegenüberliegende Punkte der Brücke (18) legt, und daß die Einrichtung zur Voreinstellung periodisch den Widerstand von einem oder mehreren Bauteilen (20, 22, 24, 26) der Brücke (18) verändert, um das Ausgangs signal der Brücke (18) im wesentlichen stärker zu verändern als das Ausgangssignal, das bei einer Veränderung des Drehmoments über einen ganzen Bereich in der Brücke (18) erzeugt wird.

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13· Drehmomentmesser zur Messung des Drehmoments einer Welle und zur Anzeige des Drehmoments außerhalb der Welle, gekennzeichn-et durch

eine erste Einrichtung (42, kh) zur Erzeugung von elektrischen Schwingungen mit einer ersten und einer zweiten Kennlinie,

einen Dynaaemotor (33) mit einer Primärspule außerhalb der Welle (i2), die die elektrischen Schwingungen empfängt, und mit einer Sekundärspule auf der Welle (12), die so ausgerichtet ist, daß sie induktiv diese Schwingungen empfängt,

einen mit einem Filter {66) versehenen Gleichrichter (60), der auf elektrische Schwingungen von der Sekundärspule anspricht, um eine Betätigungsleistung zu erzeugen,

einen auf die Betätigungsleistung ansprechenden Oszillator zur Erzeugung von elektrischen Wechselstromsignalen,

eine Dehnungsmeßstreifenbrücke (18) mit mehreren Dehnungsmeßstreifen-Bauteilen (20, 22, Zh, 26), die auf der Welle
(12) befestigt ist, um eine Veränderung des Widerstandes
der Bauteile zu erzeugen, die das Drehmoment darstellt,

wobei das Wechselstromausgangssignal des Oszillators in
die Dehnungsmeßstreifenbrücke (18) eingespeist wird, wodurch die Dehnungsmeßstreifenbrücke (18) ein elektrisches
Ausgangssignal hat, das das Drehmoment der Welle (12) darstellt,

eine zweite Einrichtung zur Einspeisung des Ausgangssignals

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der Brücke (18) in den Dyna«*motor (33) zur Kopplung von dessen Primärseite,

eine dritte Einrichtung zur Abtastung der ersten und zweiten Kennlinie der Schwingungen,

einen Schalter (ho) mit einem ersten und einem zweiten Zustand, wobei der erste Zustand abhängig von der Erfassung der ersten Kennlinie und der zweite Zustand abhängig von der Erfassung der zweiten Kennlinie vorliegt,

mindestens einen Widerstand mit einem wesentlich höheren Widerstandswert als dem Widerstandswert der Bauteile der Brükke (18), wobei der Widerstand parallel mit einem Bauteil der Brücke während des ersten oder zweiten Zustandes des Schalters geschaltet ist,

eine vierte Einrichtung, die abwechselnd das mit der Primärspule gekoppelte Ausgangssignal der Brücke (18) jeweils entlang eines ersten und eines zweiten Weges synchron mit der ersten und zweiten Kennlinie der elektrischen Schwingungen und demgemäß mit dem ersten und zweiten Zustand des Schalters (40) leitet,

wobei der erste Weg eine Einrichtung zur Abtastung des Ausgangssignales der Brücke (18) hat, um ein erstes Abtastsignal zu erzeugen, das das Drehmoment der Welle darstellt,

wobei der zweite Weg eine Einrichtung zur Abtastung des Ausgangssignales der Brücke (18) hat, um ein zweites Abtastsignal zu erzeugen, das das Ausgangssignal der Brücke während Intervallen darstellt, in denen der Widerstand parallel mit einem der Bauteile der Brücke verbunden ist,

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eine fünfte Einrichtung (124) zur Differenzbildung des ersten und zweiten Abtastsignales, um ein Ausgangs-Differenzsignal zu erzeugen, das direkter ein vorbestimmtes, bekanntes Drehmoment der ¥elle angibt, und

eine sechste Einrichtung zur Anzeige des Verhältnisses des ersten Abtastsignales und des Ausgangs-Differenzsignales, um das Ist-Drehmoment der Welle (12) anzuzeigen, das gegenüber Veränderungen im ersten Abtastsignal kompensiert ist, die nicht auf Veränderungen des Drehmomentes beruhen.

14. Drehmomentmesser nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen ersten und zweiten Oszillator (^2, hh) mit einer ersten und zweiten Schwingungsfrequenz hat, die abwechselnd mit der Primärseite des Dynaeemotors (33) verbunden sind, um die erste und zweite Kennlinie zu bilden, daß die Verbindung des ersten und zweiten Oszillators (k2, 44)mit der Primärseite durch Zwischenintervalle getrennt ist, wenn keiner der elektrischen Oszillatoren mit der Primärseite verbunden ist, und daß der mit einem Filter (66) versehene Gleichrichter (6o) eine Einrichtung hat, die ihre Betätigungsleistung während der Zwischenintervalle aufrecht erhält, wenn die Sekundärseite des Dynammnotors (33) nicht erregt ist.

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