Магнитоупругий преобразователь усилий

 

МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ, содержащий консольно закрепленный магнитопровод с обмотками намагничивания и измерения, выполненный в виде равнобедренной трапеции с окном, образованным двумя перемычками, связывающими середину большего основания с вершинами малого, и расположенными по обе с-го- РОНЫ нейтральной плоскости параллельно ребрам в парах и попар ,но с ними в параллельных плосг костях, отличающийся тем, что, с целью повьпиения помехоустойчивости при передаче сигнала на большие расстояния, обмотка намагничивания разделена на две части, расположенные по обе.стороны средней точки большого основания трапеции, причем одна часть обмотки подключена к источнику пилообразного линейно падающего тока, а другая - к .источнику пилообразного линейно растущего тока и к выходу измерительной обмотки подключен нуль-орган.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 01 L 1/12

fj

K pi Â) 4 r w 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

t1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3667600/24-10 (22) 28. 11.83 (46) 15. 05.85. Бюл. Ф 18 (72) С.А. Манукян (71) Ереванский политехнический институт им. К. Иаркса (53) 531.781(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР. по заявке У 3443755, кл. G 01 L 1/ 12, 15.02.83.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3523477, кл. С 01 L 1/12, 23.06.83. (54)(57) ИАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ, содержащий консольно закрепленный магнитопровод с обмотками намагничивания и измерения, выполненный в виде равнобедренной трапеции с окном, образованным дву„„SU „„1155876 А мя перемычками, связывающими середину большего основания с вершинами малого и расположенными по обе с- ороны нейтральной плоскости параллельно ребрам в парах и попар,но с ними в параллельных плос-, костях, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при передаче сигнала на большие расстояния, обмотка намагничивания разделена на две части, расположенные по обе.стороны средней точки большого основания трапеции, причем одна часть обмотки подключена к источнику пилообразного линейно падающего тока, а другая — к .источнику пилообразного линейно растущего тока и к выходу измерительной обмотки подключен нуль-орган.

"1155876

Изобретение относится к технике измерения сил, в частности, к преобразователям, основанным на изменении магнитных свойств материала в зависимости от нагрузки. 5

Известен магнитоупругий преобразователь усилий, содержащий консольно закрепленный магнитопровод с обмотками, выполненный .в виде равнобедренной трапеции с окном, образо- 10 ванным двумя перемычками, связывающими середину большего основания с вершинами малого основания, а перемычки расположены по обе стороны нейтральной плоскости 11). . 15

Недостаткои этого датчика является низкая чувствительность из-за большой его высоты.

Известен также магнитоупругий преобразователь усилий, содержащий 20 консслъно закрепленный магнитопровод. с обмотками, выполненный в виде

I .равнобедренной трапеции с окном, образованным двумя перемычками, связывающими середину большего основания с вершинами малого основания, а перемычки расположены по обе стороI ны нейтральной плоскости параллельно ребрам в нарах и попарно с ними в параллельных плоскостях Е23 30

Указанный преобразователь на выходе имеет амплитудно-модулированный сигнал (AN). Использование его в цифровых системах без применения дополнительных преобразователей ана- 35 лог-код невозможно. Кроме того, в системах связи и телемеханики, где измерительный сигнал передается на большие расстояния, амплитудномодулированный сигнал не обеспечивает 40 достаточной псмехозащищенности, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости при передаче сигнала на большие расстояния за счет обеспечения возможности получения на вы- 45 ходе преобразователя фазомодулированного импульсного сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в магнитоупругом преобразователе усилий,, содержащим консольно за- 50 крепленный магнитопровод с обмотками намагничивания и измерения, выполненный в виде равнобедренной трапеции с окном, образованным двумя перемычками, связывающими середину большого 55 основания с вершинами малого и расположенного по обе стороны нейтраль-. ной плоскости параллельно ребрам в парах и попарно с ними в параллельных плоскостях, обмотка намагничивания разделена на две части, расположенные по обе стороны средней точки большого основания трапеции, причем одна часть обмотки подключена к источнику пилообразного линейно падающего тока, а другая к источнику пилообразного линейно растущего тока и к выходу измерительной обмотки под.ключен нуль-орган.

На фиг. 1 представлена конструкция магнитоупругого преобразователя усилий; на фиг. 2 — две проекции преобразователя без обмоток; на фиг. 3 . схема замещения магнитной цели; на фиг. 4 — графики, поясняющие принциц действия преобразователя.

Преобразователь содержит (фиг. 1) магнитопровод 1 с четырьмя стержнями 2-5, ребра трапеции и перемычки, обмотки намагничивания 6, 7 и измерения 8, нуль-орган 9. Один из концов магнитопровода 1 закрепляется, а к второму прилагается измеряемое усиление. На обмотку б подается пилбобразный линейно подающий ток, а на обмотку 7 - пилообразный линейно растущий ток. К выходу измерительной обмотки 8 подключен нуль-орган 9.

В схеме замещения (фиг. 3) Rм, R„» Rz> R „. — соответственно магнитные сопротивления стержней 2-5;

R, R<< — магнитные сопротивления участков ас, се и bd; Рм„, F„ 1магнитодвижущие силы, созданные обмотками намагничивания: Ф,„, ф, ф з— магнитные потоки, протекающие через участки саЬ, cde bd, На фиг. 4 ф — магнитный поток при Р=О; Фр - магнитный поток при

РгO; U — выходное напряжение нульоргана; — фаза выходных импульсов при Р=О; Pр - фаза выходных импульсов при РФО.

Преобразователь усилий работает следующим образом.

Когда измеряемое усилие P равно нулю, магнитная цепь си метрична

R 3 =. (=RM =К . Магнитные потенциалы точек Ь и и по времени изменяются, вследствие чего изменяется магнитный поток ф = р (фиг, 4).

Изменение магнитного потока ф ино дуцирует в измерительной обмотке

ЭДС, которая подается на вход нульоргана 9. В моменты „, t<, t>, ког3 1l558 да ф =О, нуль-орган выдает короткие импульсы U . Фаза выходного импульса в этом случае равна У, Под дейтвием усилий стержни 2 и 4 растягиваются, 3 и 5 сжимаются. Магнитные сопротивления R>< R« увеличиваются, а R è R уменьшаются. Магнитный поток ф изменится по закону ф„ (см. фиг. 4). В этом случае на выходе нуль-органа импульсы получают- to ся в моменты й1, t<, t и фаза выходного сигнала будет, . Изменение усилия P приведет к изменению фазы P . На выхопе преобразователя

76 4 получим импульсы. фаза которых зависит от величины усилия P.

В прелложенном преобразователе выходной сигнал является фазомопулированньп импульсньг-t сигналом (ФИМ) .

Для использования этого преобразователя в цифровых системах не требуется дополнительного аналого-цифрового преобразователя. Помехоустойчивость фазомодулированного импульсного сигнала при передаче на большие расстояния на порядок вьипе,помехоустойчивости амплитудно модулированного сигнала.

1155876

f(V) Составитель В. Родин

Редактор М. Недолуженко Техред С.Мигунова

Корректор А. Обручар

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3129/Зб Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва., И-35., Раушская наб., д. 4/5