Магнитоупругий преобразователь крутящего момента

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике. Цель изобретения - непосредственное преобразование крутящего момента в сигнал кодо-. импульсной формы. В катушке 3 формируется магн. поле, направление которого совпадает с направлением оси легкого намагничивания ферромагнитной пленки. Под действием.поля происходит последовательное перемагничивание колец 2, которое сопровождается появлением импульса в измерительной обмотке. Измеряемый крутящий момент вызывает поворот одного торца вала по отношению к другому на угол, прямо пропорциональный величине момента . При постоянной амплитуде пилообразного тока это приводит к уменьшению числа перемагниченных колец и, как следствие, числа импульсов в выходной пачке. Величина отрицательного приращения количества выходных импульсов определяет измеряемый момент. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 Ь 3/10, 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:,"., К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, "Я (21) 4093725/24-10 (22) 22.07.86 (46) 30.03.88. Бюл. N - 12 (71) Ульяновский филиал Куйбьппевского планового института (72) Е.M.Áåëûé (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 926541, кл. G 01 L 1/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1006945, кл. G 01 L 3/60, 1981, .(54) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике. Цель изобретения - непосредственное преобразование крутящего момента в сигнал кодо-. импульсной формы. В катушке 3 форми„„SU„„1384971 А1 руется маги. поле, направление которого совпадает с направлением оси легкого намагничивания ферромагнитной пленки. Под действием поля происходит последовательное перемагничивание колец 2, которое сопровождается появлением импульса в измерительной обмотке. Измеряемый крутящий момент вызывает поворот одного торца вала по отношению к другому на угол, прямо пропорциональный величине момента. При постоянной амплитуде пилообразного тока это приводит к уменьшению числа перемагниченных колец и, как следствие, числа импульсов в выходной пачке. Величина отрицательного приращения количества выходных импульсов определяет измеряемый момент.

1 з,п, ф лы 1 ил, С::

1384971

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящих моментов, например, в системах внутренней

5 диагностики промышленных роботов для измерения характеристик приводных устройств.

Цель изобретения — непосредственное преобразование крутящего момента в сигнал кодоимпульсной формы.

На чертеже изображена схема магнитоупругого преобразователя крутящего момента.

Магнитоупругий преобразователь крутящего момента содержит цилиндрический вал 1 из бериллиевой или фосфористой бронзы. Один конец вала жестко закреплен, а к другому подводится измеряемый крутящий момент. На 2р поверхности вала 1, например электролитическим способом, нанесена ферромагнитная пленка, выполненная в виде изолированных одно от другого колец

2. Сверху пленка покрыта изоляцион- 25 ным защитным лаком. Упругий вал с пленкой помещен во внутреннюю полость намагничивающей катушки З,имеющей переменный диаметр, причем вал 1 и катушка 3 размещены коаксиально. 3р

Намагничивающая катушка 3 подключена к выходу генератора 4 пилообразного тока. К выходу генератора 4 подключен также усилитель-формирователь

5, выход которого связан с одновибратором б, соединенным с катушкой 3.

Измерительная обмотка 7 расположена концентрично валу. В процессе осаждения в кольцах 2 ферромагнитной пленки создается .ось легкого намагничивания (ОЛН), направление которой совпадает. с направлением оси вала 1.

Иагнитоупругий преобразователь крутящего момента работает следующим образом.

При поступлении пилообразного тока от генератора 4 в катушке 3 формируется неоднородное магнитное поле, имеющее максимальное значение у узкого конца катушки 3 и убывающее по амплитуде вдоль ее длины. Направление поля совпадает с направлением

ОЛН ферромагнитной пленки. Поэтому под действием поля происходит последовательное (по мере нарастания тока) перемагничивание колец 2 ферромагнитной пленки. Амплитуду пилообразного тока выбирают такой, чтобы напряженность магнитного поля у шиН„ = Н„ поле анизотропии при Мц=О; модуль упругости пленки; соответственно константы анизотропии и магнитострикции пленки; диаметр и длина вала.

Н„

Е и.k u

d. è 1

При постоянной амплитуде пилообразного тока это приводит к уменьшению числа перемагниченных колец и, как следствие, числа импульсов в выходной пачке. Таким образом, величина отрицательного приращения количества выходных импульсов однозначно определяет измеряемый момент.

Пилообразный ток от генератора 4 поступает также на вход усилителяформирователя 5, который преобразует пилообразный ток в прямоугольные импульсы. По заднему фронту импульса усилителя-преобразователя 5 взводится одновибратор 6, который вырабаты-. вает короткий импульс, противоположный полярности по отношению к пилообразному току. Этот импульс поступает в катушку 3 и служит для возврата всех колец 2 ферромагнитной пленки в исходное положение. После этого рокого конца намагничивающей катушки 3 была достаточной для перемагничивания кольца 2, т.е. была равна полю анизотропии Н„ ферромагнитной пленки.

Перемагничивание каждого кольца 2 сопровождается появлением импульса в измерительной обмотке 7. Таким образом, за цикл изменения пилообразного тока на выходе измерительной обмотки индуцируется пачка импульсов, причем число импульсов в пачке определяется количеством перемагниченных пленочных колец.

Низкочастотный сигнал помехи,обусловленный наличием индуктивной и емкостной связей между катушкой 3 и измерительной обмоткой 7, легко устраняется из выходного сигнала путем фильтрации, Измеряемый крутящий момент М„ вызывает поворот одного торца вала по отношению к другому на угол (p прямо пропорциональный величине момента. В результате увеличивается поле анизотропии ферромагнитной пленки в соответствии с формулой

1384971

Формула. из о бр е тения

Составитель В.Родин

Редактор А. Ревин Техред М. Ходанич Корректор Г. Решетник

Заказ 1404/38 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 устройство готово к следующему циклу измерений.

1. Магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий упругий цилиндрический консольно закрепленный вал, на поверхность которого нанесена ферромагнитная пленка, генератор пилообразного тока и измерительную обмотку, расположенную концентрично валу, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью непосредственного преобразования крутящего момента в сигнал кодоимпульсной формы, он снабжен подключенной к генератору намагничивающей катушкой переменного диаметра, которая коаксиально охваты5 вает упругий вал, причем ферромагнитная пленка выполнена дискретной в виде изолированных одно от другого колец, ось легкого намагничивания которых параллельна оси вала.

2. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что он снаб- жен усилителем-формирователем и одновибратором, причем вход усилителя подключен к генератору пилообразного тока, и выход — к входу одновибратора, соединенного с намагничивающей катушкой.