Способ определения усилий
Изобретение может быть использовано для измерения, контроля и регулирования механических усилий. Цель изобретения - расширение диапазона .и повышение точности измерений. При условии намагничивания чувствительного элемента под углом 45 к направлению действия главных механических напряжений сростом напряжений уменьшается величина продольной составляющей индукции, измеряемой обмоткой 7. Знак в отличие от перпендикулярной составляющей индукции, измеряемой обмоткой 4, для продольной составляющей не зависит от знака крутящего момента, приложенного к валу. Полученный после блока 10 деления сигнал оказьшается более линейным в зависимости от величины механической силы. Благодаря операции деления повышается чувствительность преобразователей из-за противоположного направления измерения обеих составляющих, а также снижается погрешность преобразования за счет уменьшения величины магнитоупругого rHctepesHca, а также за счет модуляции по амплитуде переменного магнитного поля, 2 ил. с S (Л ОХ/г.1
COK)3 СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) u1)e G01
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3840671/24-10 (22) 04.01.85 (46) 30.07.87. Бюл. У 28 (71) Институт прикладной физики
АН БССР (72) Н.А.Матюкевич и С.В,Яковицкий (53) 531.781(088.8) (56) Гинзбург В.Б. Магнитоупругие датчики. М.: Энергия. 19709 с. 13 °
Авторское свидетельство СССР
Ф 949355, кл. G О1 L 1/12, 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЙ (57) Изобретение может быть использовано для измерения, контроля и регулирования механических усилий, Цель изобретения — расширение диапазона,и повьппение точности измерений.
При условии намагничивания чувствио тельного элемента под углом 45 к направлению действия главных механических напряжений с. ростом напряжений уменьшается величина продольной составляющей индукции, измеряемой обмоткой 7. Знак в отличие от перпендикулярной составляющей индукции, измеряемой обмоткой 4, для продольной составляющей не зависит от знака крутящего момента, приложенного к валу.
Полученный после блока 10 деления сигнал оказывается более линейным в зависимости от величины механической силы. Благодаря операции деления повьппается чувствительность преобразователей из-за противоположного направ. ления измерения обеих составляющих, а также снижается погрешность преобразования за счет уменьшения величины магнитоупругого гистерезиса, а также за счет модуляции по амплитуде пере" менного магнитного поля. 2 ил.
13269)2
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения, контроля и регулирования механических усилий, например„
1 крутящего момента, прилажейного к ферромагнитным изделиям.
Цель изобретения — расширение диа- пазона и повьппение точности измерений.
На фиг.! изображено устройство для осуществления предлагаемого способа при измерении крутящего момента; на фиг.2 — то же, при измерении усилий.
Устройство для измерения крутящего момента содержит преобразователь крутящего момента, включающий ферромагнитный вал 1 в форме трубы, который намагничивается от источника 2 переменного тока, выходной ток которого модулирован по амплитуде с частотой, меньшей частоты намагничивающего тока, обмотку 3, расположенную соосно с валом 1, измерительную об мотку 4, намотанную па образующей стенке трубы и подключенную к усилителю 5, сигнал с которого подается на вход детектора 6 среднего значения, измерительную обмотку 7, распа- ЗО ложенную саасно с намагничивающей в ее средней части и подключенную к усилителю 8, выход которого соединен с входом другого детектора 9 среднего значения. Выходы детекторов 6 и 9
35 подключены к блоку 10 деления, в котором сигнал, снимаемый с детектора
6 делится на сигнал, снимаемый с детектора 9, а выходной сигнал с делителя регистрируется индикатором 3 I 4п
Сущность предлагаемого способа определения усилий заключается в том, что при условии намагничивания чувсто вительного элемента пад углом 45 к направлению действия главных MpxBkfH 4 ческих напряжений, с ростом напряжений наблюдается уменьшение величины продольной составляющей индукции, измеряемой обмоткой 7, причем это уменьшение сначала незначительное, становится с ростом напряжений все более существенным, При этом знак в отличие от перпендикулярной составляющей индукции, измеряемой обмоткой
4 для продольной составляющей не заЭ
55 висит ат знака крутящего момента, приложенного к валу. Поэтому получаемый после блока 10 деления сигнал оказывается значительно более линейным в зависимости ат величины механической силы, причем благодаря операции деления повьппается чувствительность преобразователей из-за противоположного направления изменения обеих составляющих, а также снижается погрешность преобразования за счет уменьшения величины магнитоупругаго гистерезиса, так как магнитоупругий гистерезис продольной и поперечной составляющих имеет один и тат же знак и порядок величины. Кроме того, погрешность гистереэиса снижается за счет модуляции по амплитуде переменного магнитного поля благодаря тому, что измеряемый сигнал есть среднее значение за пЕриод модуляции, так как за эта время вектор индукции многократно колеблется около своего среднего значения, которое наблюдалось бы при перемагничивании беэ модуляции.
Устройство для измерения усилий (применитсльно к магнитоупругому преобразователю (прессдуктору) сжимающих усилий) содержит чувствительный элемент 1, намагничиваемый от источника 2 переменного тока, выходной так которого модулирован по амплитуде с помощью обмотки 3, измерительные обмотки 4 и 7, одна из которых размещена в тех же отверстиях, что и обмотка 3 намагничивания, подключенная к усилителям 5 и 8 соответственно, Принцип рабаты преобразователя, изображенного на фиг.2, и его блоксхема аналогичны преобразователю, изображенному на фиг.1. формула изобретения
1. Способ определения усилий, заключающийся в намагничивании переменным магнитным полем ферромагнитного чувствительного элемента, измерении двух сигналов, пропорциональных изменению магнитного состояния чувствительного элемента поперек и вдоль действия намагничивающего поля, при этом о величине усилия судят по от- ° ношению первого сигнала к второму, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и павьппения точности измерения, магнитное поле направляют пад углом 45 к линии действия усилия и периодически мадулируют по амплитуде, а измеряют
1326912
Составитель В,Родин
Техред А. Кравчук Корректор А, Тяско
Редактор А.Ревин
Заказ 3272/36 Тираж 776 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5. Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сигналы, пропорциональные поперечной и продольной составляющим индукции, после чего оба сигнала интегрируют за период модуляции.
2. Способ по п.I, о т л и ч а ющ я и с я тем, что намагничивающее поле модулируют по синусоидальному закону .
