Магнитоанизотропный преобразователь

 

МАГНИТОАПИЗОТРОПНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий магнитопровод с чувствительной частью, выполненной с прямоугольными каналами, образующими систему параллельных пластин, и отверстиями, в которых уложены намагничивающая и измерительная обмотки , отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния изгибных моментов, магнитопровод выполнен в виде четырех секционированных сердечников , расположенных симметрично относительно вертикальной оси преобразователя во взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом измерительные обмотки соединены последовательно и согласно, а к измерительным обмоткам одного из каждой пары расположенных в указанных плоскостях сердечников параллельно подключены регулируемые (Л резисторы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 01 Ь 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСДНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ

С с

1 (21) 3385335/18-10 (22) 18.01.82 (46) 07.05.84. Бюл. У 17 (72) С.М. Похвалинский и С.Т. Ромашкин (53) 531.781(088.8) (56) 1. Петунин А.Н. Методы и техника измерений параметров газового потока. М., "Машиностроение", 1972, с. 270-280.

2. Авторское свидетельство СССР

У 212795, кл. G 01 L 1/12, 1965 (прототип). (54) (57) МАГНИТОАНИЗОТРОПНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий магнитопровод с чувствительной частью, выполненной с прямоугольными каналами, образующими систему параллельных пластин, и отверстиями, в которых уложены на" магничивающая и измерительная обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния изгибных моментов, магнитопровод выполнен в виде четырех секционированных сердеч-. ников, расположенных симметрично относительно вертикальной оси преобразователя во взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом измерительные обмотки соединены последовательно и согласно, а к измерительным обмоткам одного из каждой пары расположенных в указанных плоскостях сердечников параллельно подключены регулируемые резисторы..

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения давлений и сил.

Известны магнитоаниэотропные преобразователи с магнитопроводом в виде стержня, например прямоугольного, имеющего по крайней мере четыре сквозных отверстия, в которых намотаны взаимоперекрещивающиеся катушки Г13.

Подобные преобразователи исполь- 1О зуются в качестве чувствительных элементов датчиков давления на диапазоны от сотен до тысяч кгс/cM .

Однако такие преобразователи имеют большие габариты и непригодны для 15 датчиков с указанными диапазонами давлений. Это объясняется тем, что при попытке вписать подобный преобразователь в корпус датчика малого диаметра размеры его поперечного 20 сечения получаются такими, что он оказывается неустойчивым и зто отрицательно сказывается на его метрологических свойствах.

Известен преобразователь с секцио 25 нированным магнитопроводом, который имеет специальные пазы,-проходящие через весь магнитопровод, перпендикулярно осям отверстия с катушками Pj. Такие преобразователи превосходят по чувствительности образцы со сплошными сердечниками, однако и они непригодны для использования в датчиках давления с ограниченным внешним диаметром. Для достижения высокой точности в устройствах, в которых преобразователь подвергается деформации сжатия, приходится для уменьшения влияния изгибающих моментов на преобразователь и для достижения высокои точности применять конструк" ции с двумя специальными мембранами, размеры которых существенно превосходят габариты преобразователеи.

Такие мембранные развязки невозможно испольэовать в.малогабаритных датчиках давления, а вероятные малейшие перекосы при установке чувствительного элемента в корпус датчика служат причиной нелинейности его характеристики.

Целью изобретения является повышение точности магнитоанизотропных преобразователей за счет уменьшения влияния изгкбных моментов. ;55

Поставленная цель достигается тем, что в магнитоанизотропном преобразователе, содержащем магнитопровод

34

2 с чувствительной частью, выполненной с прямоугольными каналами, образующими систему параллельных пластин, и отверстиями, в которых уложены наматывающая и измерительная обмотки, магнитопровод выполнен в виде четырех секционированных сердечников, расположенных симметрично относительно вертикальной оси преобразователя во взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом измерительные обмотки соединены последовательно и согласно, а к измерительным обмоткам одного иэ каждой пары расположенных в указанных плоскостях сердечников параллельно подключены регулируемые резис» торы.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2— разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - схема соединения катушек.

Преобразователь представляет собой, например, цилиндр 1 из сплошного ферромагнитного материала, например пермаллоя. В активной части преобразователя имеются четыре секционированных сердечника, симметрич" ных относительно вертикальной оси элементов 2 и 3, 4 и 5. Каждый иэ них имеет по 4 секции, образованных (тремя пазами, проходящими перпендикулярно осям отверстий под катушки через все магнитопроводы преобразователей. Попарно оси сердечников 2 и 3, а также 4 и 5 соответственно, совпадают с взаимно перпендикулярными осями„ или в данной случае — с диаметром элемента. На сердечниках . имеются по две пары взаимно перекрещивающихся катушек, например на преобразователе 2: У„р И, а также ((((г 2-2

W г 2и Mgg p и теда

Преобразователь имеет концентратор 6, воспринимающий усилие, развиваемое, например, мембраной 7 под действием измеряемого давления. Пре« образователь оперт (или закреплен) на основание 8.

На фиг.З для упрощения дано только соединение вторичных катушек, а первичные лишь указаны — они, будучи соединенными либо последовательно, либо параллельно, соединяются с источником переменного напряжения.

К катушкам одной пары (практически к катушкам того, чья чувствительность к изгибным деформациям выше) - s данном случае ко вторичным катушкам, предварительно соединенным последо1091034

А-А

3 вательно 3-го и 5-го сердечниковподсоединены регулируемые резисторы

R1 и R2. Далее эти цепи соединены с остальными вторичными катушками так, чтобы их сигналы от сжимающего усилия суммировались, т.е. согласно и последовательно.

Преобразователь работает следующим . образом.

При деформации сердечников на.— магниченность вдоль их вертикальных осей увеличивается, а вдоль горизонтальных уменьшается, вследствие чего силовые линии поля, индуцируемые током, протекающим по первичным катушкам, пересекают плоскости вторичных катушек и на их зажимах появляются сигналы, пропорциональные механическому усилию.

Благодаря секционированию сердечников существенно ослабляется влияние поверхностного эффекта в их материале и увеличивается, как известно, чувствительность по сравнению со сплошными сердечниками одинакового сечения.

С другой стороны, для измерения малых усилий суммарное поперечное сечение всех четырех преобразовате" лей может быть выбрано достаточно малым при сохранении устойчивости чувствительного элемента, чего нельзя достигнуть при использовании стерж" невого чувствительного элемента.

1S В отличие от известных предложен ный преобразователь может служить чувствительным элементом малогабаритных датчиков давления с диаметром корпуса, не превышающим 20 мм, при

20 диапазоне измеряемых давлений до

50 кгс/см .