Магнитоанизотропный измеритель механических напряжений

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволяет расширить диапазон измеряемых усилий и повысить точность за счет устранения влияния зазора. Два взаимно перпендикулярных магнитопровода 2 и 3 измерителя устанавливаются с зазором на исследуемом объекте. Сигнал с измерительной обмотки 5 через выпрямитель 15 и дифференциальный усилитель 16 подается на первый вход вычитателя 11. В цепь обмотки возбуждения 4 включены выпрямитель 6 и дифференциальный усилитель 7. Сигнал с усилителя 7 через первый регулируемый усилитель 8, первую схему смещения 9 и делитель 10 поступает на второй вход Бычитателя 11. Кроме того, этот же сигнал через второй регулируемый усилитель 12 и вторую схему смещения 13 поступает на первый вход перемножителя 14, на второй вход которого подается сигнал. с вычитателя 11. Сигнал с выхода перемножителя , пропорциональный измеряемой величине, подается на вход измерительного прибора 17. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1425480 ц4 б011 112

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4208919/24-10 (22) 09.03.87 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (7l ) Ленинградское высшее инженерное морское училище им..адм. С. О. Макарова (72) Н. Е. Жадобин, В. А. Смирнов и Б. Н. Цырульников (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 815480, кл. G 01 В 7/24, 1981.

Чалюсткиы А. Б. и др. Бесконтактный магнитоанизотропный датчик с отстройкой от влияния зазора. — Приборы и системы управления, 1971, № 3, с. 45 — 46. (54) МАГНИТОАНИЗОТРОПНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволяет расширить диапазон измеряемых усилий и повысить точность за счет устранения влияния зазора.

Два взаимно перпендикулярных магнитопровода 2 и 3 измерителя устанавливаются с зазором на исследуемом объекте. Сигнал с измерительной обмотки 5 через выпрямитель 15 и дифференциальный усилитель 16 подается на первый вход вычитателя 11. В цепь обмотки возбуждения 4 включены выпрямитель 6 и дифференциальный усилитель

7. Сигнал с усилителя 7 через первый регулируемый усилитель 8, первую схему смещения 9 и делитель 10 поступает на второй вход вычитателя 11. Кроме того, этот же сигнал через второй регулируемый усилитель 12 и вторую схему смещения 13 поступает на первый вход перемножителя 14, на второй вход которого подается сигнал. с вычитателя 11. Сигнал с выхода перемножителя, пропорциональный измеряемой величине, подается на вход измерительного прибора 17. 1 ил.

2 ричнюе относительно общей точки схемы, подают на вход дифференциального усилителя 16, а на его выходе получают несимметричное напряжение U. = Up/ (Ap+ BpA6)+

+ Us/(Àå+BâÌ), которое подают на первый вход вычитателя 11. На второй вход вычитателя с выхода делителя 10 подают напряжение U.=Up/А + В "Л6), такое, что

Up=Up, Ао=Ао и Во=Во. На выходе вычитателя остается напряжение пропорциональное второму слагаемому напряжения измерительной обмотки U. = Ue /(As+Be Л6).

Это напряжение подают на второй вход перемножителя 14, на первый вход которого с выхода схемы 13 смещения поступает напряжение U = А + В Л6 такое, что Ar == А, Вс= В .

В результате выполнения операции перемножения с выхода перемножителя 14 в измерительный прибор 17 поступает электрическое напряжение Ue, которое зависит от измеряемых напряжений а и не зависит от колебаний зазора Л6. Напряжения U и U. формируют в канале обмотки 4 возбуждения. На выходе выпрямителя 6, включенного в цепь питания обмотки возбуждения, получают постоянное напряжение U, пропорциональное току возбуждения l:

U U- + СфЬ.

Это напряжение в дифференциальном усилителе 7 преобразуют из симметричной формы в несимметричную относительно общей точки. Затем это напряжение U, несущее информацию о зазоре, проходя канал, содержащий первый регулируемый усилитель 8, первую схему 9 смещения и делитель 10, отрегулированные при настройке измерителя, преобразуется на выходе делителя 10 в напряжение 4, компенсирующее нулевой сигнал и его изменение от влияния зазора.

А проходя через канал, содержащий второй регулируемый усилитель 12 и вторую схему 13 смещения. также отрегулированные при настройке, напряжение U на выходе схемы 13 преобразуется в напряжение устраняющее влияние колебаний зазора на полезный сигнал Us

Таким образом, в измерителе изменения выходного сигнала преобразователя., вызванные колебаниями зазора, устранены с помощью электрических сигналов, также зависящих от колебаний зазора, но не зависящих от приложенных механических напряжений. Эти сигналы формируются путем выделения постоянного напряжения, пропорционального току возбуждения, зависящего от изменений зазора.

Формула изобретения

Магнитоанизотропный измеритель механических напряжений, содержащий два взаимно перпендикулярных П-образных магнитопровода, на одном из которых расположена обмотка возбуждения, а на другом—

142548

1

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения механических напряжений и анизотропии конструкций и деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения и повышение точности за счет устранения влияния зазора.

На чертеже представлена структурная схема измерителя.

Измеритель содержит устанавливаемый с 10 зазором 6 на исследуемой поверхности магнитоанизотропный преобразователь с двумя взаимно перпендикулярными П-образными магнитопроводами 2 и 3, на которых расположены соответственно обмотка возбуждения 4 и измерительная обмотка 5. В цепь питания обмотки возбуждения включен выпрямитель 6, соединенный выходом с дифференциальным усилителем 7. Выход усилителя 7 через последовательно соединенные первый регулируемый усилитель 8, первую схему 9 смещения и делитель 1О подключен к второму входу вычитателя 1, а через последовательно соединенные второй регулируемый усилитель 12 и схему 13 смещения — к первому входу перемножителя

14, к второму входу которого подключен выход вычитателя 11. Измерительная обмотка 5 через последовательно соединенные выпрямитель 15 и дифференциальный усилитель 16 подключена к первому входу вычитателя. Выход перемножителя 14 соединен с измерительным прибором 17.

Измеритель работает следующим образом.

Магнитоанизотропный преобразователь 1 устанавливают с зазором на исследуемой поверхности. На обмотку 4 возбуждения по, дают переменное электрическое напряжение. . Через обмотку возбуждения протекает ток

1.

Величину номинального зазора д выбирают достаточно большой из условия независимости тока возбуждения от измеряемых механических напряжений б. При по- 40 даче в цепь обмотки возбуждения питания в измерительной обмотке 5 индуцируется электродвижущая сила, которая определяет нулевой сигнал Up. При приложении к исследуемой конструкции механических напряжений в измерительной обмотке к нулевому сигналу Up прибавляется полезный сигнал Up, величина которого пропорциональна в упругой области напряжениям о.

При работе исследуемой конструкции, например судового вала, вследствие биений, вибрации и т. д. происходят колебания зазора 6 с амплитудой Л6, При этом выходное напряжение измерительной обмотки Uизменяется по закону

U.q: Up/(Ap + ВоЛ6) + U6/(A6+ B6A6), ток возбуждения — по закону 1= ь+С 6, где А, В, С вЂ” постоянные коэффициенты, зависящие от характеристик преобразователя. После выпрямления в блоке 15 напряжение измерительной обмотки U„, симмет1425480

Составитель В. Родин

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 4758/37 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 измерительная обмотка, выпрямители и измерительный прибор, отличающийся тем, что с целью расширения диапазона измерений и повышения точности, в него введены два дифференциальных усилителя, два регулируемых усилителя, две схемы смещения, делитель, вычитатель, перемножитель, причем выпрямители включены в цепи обмотки возбуждения и измерительной обмотки, выходы выпрямителей подключены к дифференциальным усилителям, выход одного из которых 10 соединен с первым входом вычитателя, а выход другого через последовательно соединенные первый регулируемый усилитель, первую схему смещения и делитель подключен к второму входу вычитателя и через последовательно соединенные второй регулируемый усилитель и вторую схему смещения к первому входу перемножителя, второй вход которого соединен с выходом вычитателя,.а выход — с измерительным прибором.