Магнитоупругий преобразователь крутящего момента

 

МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА содержащий электропроводный вал с жесткой заделкой одного конца, соединенный посредством двух токоподводоа с разных концов с источником переменного тока , и измерительную обмотку, расположенную концентрично валу, отличающий с я тем, что, с целью обеспечения возможности непосредственного преобразования крутящего момента во временной интервал и повышения чувствительности, на вал нанесена ферромагнитная пленка, а в качестве источника переменного тока использован двуполярный генератор пилообразного тока.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

5 Р

РЕСПУБЛИН у » 6 Gl L 3 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР (21) 3300042/18-10 (22) 11. 06. 81 (46) 23.03.83. Бюл. Ю 11 (72) Е.М. Белый, М.И. Белый и

В.А. Голынский (71) Ульяновский.политехнимеский институт (53) 531.781(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

If 708182, кл. G 01 I, 3/10, 26.12.77.

2.. Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., "Машиностроение", 1965, с. 88 (прототип).

-(54)(57) МАГНИТОУПРУГИИ.ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий

SUÄÄ 1006945 . А электропроводный вал с жесткой заделкой одного конца, соединенный по- средством двух ток подводов с разных концов с источником переменного то- ка, и измерительную обмотку, расположенную концентрично валу, о т л ич а ю щ и й. с я тем, что, с целью обеспечения возможности непосредственного преобразования крутящего момента во временной интервал и повыаения чувствительности, на вал нанесена ферромагнитная пленка, а в качестве источника переменного тока использован двуполярный генератор пилообразного тока.

1 10069

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента электрических микромашин.

Известно устройство для измерения З крутящего момента, содержащее магиитоупругий преобразователь в виде цилиндра из ферромагнитного материала, закрепленного на валу, электромагнитный преобразователь,-установленный с зазором коаксиально магнитоупругому преобразователю, источник переменного напряжения для питания электромагнитного преобразователя, преобразователь выходного сигнала, связан-1з ный с электромагнитным преобразователем и вычислителем момента, и блок индикации, имеет сложную конструкцию (1 3.

Наиболее близким к изобретению 20 по технической сущности и достигаемому результату является магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий электропроводный вал с жесткой заделкой одного конца, 25 соединенный посредством двух токоподводов с разных концов с источником переменного тока, и измерительную обмотку, расположенную концент рично валу L2).

Недостатком известного преобразо- вателя является отсутствие непосредственного преобразования крутящего момента во временной интервал, а также низкая чувствительность.

ЭЯ

Целью изобретения является обеспечение возможности непосредственного преобразования крутящего момента во временной интервал и повышение чувствительности.

Указанная цель достигается тем, что на вал нанесена ферромагнитная пленка, а в качестве источника переменного тока использован двуполярный генератор пилообразного тока.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя; фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Магнитоупругий преобразователь

50 крутящего момента (фиг. 1) содержит . цилиндрический электроприводный вал

1 из бериллиевой или фосфористой бронзы. Один конец вала жестко за" креплен, а к другому подводится измеряемый крутящий момент. На поверх" ности вала 1 электролитическим способом нанесена тонкая ферромагнитная пленка 2.

45 2

В процессе осаждения в пленке создается ось легкого намагничивания (ОЛН), направленная по окружности. Сверху пленка покрыта изоляционным защитным лаком. К торцам вала через токоподводы 3 подводится ток от двуполярного генератора 4 пилообразного тока. Последний запускается от генератора 5 импульсов.

Измерительная обмотка 6 расположена концентрично валу.

Преобразователь работает следующим образом.

При поступлении импульса запуска от генератора 5 импульсов (фиг. 2ы) двуполярный генератор 4 вырабатывает пилообразный ток (фиг. 25), который

1 протекая по валу 1, создает в ферромагнитной пленке 2 магнитное поле, направление которого при отсутствии входной нагрузки совпадает с направлением ОЛН. При достижении внешним магнитным полем величины поля ани,зотропии Н ко происходит перемагничивание ферромагнитной пленки (предполагается, что предварительно пленка была насыщена в противоположном направлении). 8 результате скачкообразного изменения магнитной индукции при перемагничивании в измерительной обмотке 6 индуцируется имлульс напряжения. Промежуток времени между импульсом запуска генератора 5 импульсов и импульсом в измерительной обмотке (фиг.. 20) является выходным временным интервалом Т.

При приложении к валу 1 крутящего момента Мк, вызывающего поворот одного торца вала по отношению к другому на угол, ферромагнитная пленка деформируется, в результате чего происходит- механический и магнитострикционный поворот ОЛН. Механический поворот ОЛН определяется выражением

Мд 1 2Г а магнитострикционный

As% En d

К 3 где d и 1 - диаметр и длина вала; соответственно константа магнитострикции, константа анизотропии и модуль упругости ферромагнитной пленки.

Результирующий угол поворота ОЛН .равен d.= Ы.-1+ oL>.Òàê как направление внешнего магнитного поля постоянно, фигХ

Составитель Г. Целибеев

Техред Л. Пекарь Корректор В. Бутяга

Редактор Л. Гратилло аказ 212 / Тираж ) 1

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 3 1006945 4 то при повороте ОЛН для пер ема гни чи" Использование в преобразователе вания н ьобходима амплитуда поля электропроводного вала с нанесенной

Н а = †-, т.е. е р раа йопаае. на его поверхности ферромагнитной ко

Соответственно увелйчивается необхо-- пленкой и двуполярного генератора димый ток перемагничивания и величи- g пилообразного тока позволит обеспе» на выходного временного интервала Т. чить непосредственное преобразование

Таким образом, выходной временной,измеряемого крутящего момента во интервал однозначно определяет изме- временной интервал и повысить чувстряеиый крутящий момент. Начальный вы- вительность, а.также расширить диаходной сигнал (при М = О) может быть 10 пазон измерения, что обусловлено легко скомпенсирован при дальнейшей повышенными механическими характерисобработке. тиками ферромагнитных пленок.