Магнитоупругий датчик усилий

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволяет уменьшить габариты и вес датчика при увеличении верхнего предела измерения. Наружный замкнутый магнитопровод 4 соединен равномерно расположенными по окружности магнитопроводящими спицами 2 со ступицей 1. На наружном магнитопроводе на участках между спицами и в каждой спице выполнены щели 3 и 5, разделяющие эти участки на два стержня, один из которых охвачен намагничивающими 6 и 7, а другой - измерительной 9 обмотками. При приложении к торцу ступицы сжимающего усилия в стержнях спиц возникают механические напряжения сжатия, а в стержнях внешнего магнитопровода между соседними спицами появляются растягивающие напряжения. При этом изменяются магнитные сопротивления на путях магнитных потоков, нарушая равенство ЭДС. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С, 0) L 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (2) ) 3780541/24-) 0 (22) 14.08.84 (46) 07,04.89, Бюл, Ф )3 (71) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (72) Э,В.Голован; Ю.И.Иванов,.

С,П.Карцев и Н.С.Рубан (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 247567, кл. G 0) L )/12, 1967 °

Авторское свидетельство СССР

Р 535476, кл, G 01 1. 9/16, 1974. (54) МАГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК УСИЛИЙ (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволяет уменьшить габариты и вес датчика при увеличении верхнего предела измерения. Наружный замкнутый магнитопроÄÄSUÄÄ 1471090 А1 вод 4 соединен равномерно расположенными по окружности магнитопроводящими спицами 2 со ступицей I, На наружном магнитопроводе на участках между спицами и в каждой спице выполнены щели 3 и 5, разделяющие эти участки на два стержня, один из которых охвачен намагничивающими 6 и 7, а другой — измерительной 9 обмотками.

При приложении к торцу ступицы сжимающего усилия в стержнях спиц возникают механические напряжения сжатия, а в стержнях внешнего магнитопровода между соседними спицами появляются растягивающие напряжения.

При этом изменяются магнитные сопро- а

Ж тивления на путях магнитных потоков, нарушая равенс во ЭДС, 4 ил.

1471090

Изобретение относится к силоизме" рительной технике и может применять ся в автоматических системах управления технологическими процессами для измерения сил, например, при прокатке.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и веса за счет снижения величины механических напряжений в измерительных стержнях.

На фиг.1 изображен магнитоупругий датчик усилий, Общин Вид; на фиг ° 2 разрез А-.А на фиг.1; на фиг.3 одна из возможных схем электричес- 15 кого соединения. обмоток, на фиг.ф— статическая характеристика датчика.

Магнитоупругий датчик усилий (фиг.1Р содержит ступицу 1, к которой прикладывается измеряемое уси- 2О лие, магнитоправодные спицы 2 с щелями 3 и наружный магнитопровод 4 с щелями 5 на участках между госедними спицами, а также обмотки намагничивания 6, 7 и измерительные

8, 9, Обмотки намагничивания (фиг,2), .располагаемые на соответствующих стержнях crmq (Wz«, 1 нр2ю 1 нр3»

W „ 4), соединены последовательновстречно, так же соединены..между собой обмотки намагничивания, располагаемые на стержнях внешнего магнитопровода (W„, „„W „„ý W„„) °

Группа обмоток намагничивания, рас- З5 полагаемая на спицах, соединена последовательно«.согласно с группой обмоток намагничивания на внешнем магнитопроводе.

Обмотки измерительные, располагае-49 мые на спицах (Инр, 1 ир2 1 ир3

W>p4), соединены между собой последовательно-встречно, так же соедине" ны между собой измерительные обмотки, располагаемые на внешнем магнитопро- 45 (W ио ° 1 1 ио з 1 1 ио3 W»4) ° FÐÓH па измерительных обмоток, размещенная на спицах, соединена последовательно-встречно с группой измерительных обмоток, размещенных на внешнем магнитопроводе. К выходу измерительной цепи присоединен измерительный прибор.

Магнитоупругий датчик усилий работает следующим образом. 55

При подключении цепи намагничивания к источнику переменного тока в магнитопроводе появляются магнитные потоки, проходящие по спицам

Фр,, Ф р 2, Фр 3, Фр4 (пО числУ спиц) °

И МагHHTHbJe ПОТОКИ ф „, Фо2, фо3, Ф„ оз о4, проходящие по наружному магнитопро- воду и замыкающиеся вокруг соответствующей щели. .Основная часть магнитного потока

Фр проходит в радиальном направлении, а основная..часть потоков Ф,— в окружном.. ЭДС, наводимые в измерительных обмотках, при отсутствии усилия равны, Результирующаяся ЭДС

Е„ при встречном включении групп измерительных обмоток на спицах и на наружном магнитопроводе равна нулю, При приложении к торцу ступицы сжимающего усилия в стержнях спиц возникают механические напряжения сжатия, а в стержнях внешнего магнитопровода между соседними спицами появляются растягивающие напряжения.

При этом изменяются магнитные сопротивления на путях магнитных потоков

Фр и ф, Магнитные сопротивления радиальных. участков спиц (на пути потоков ф увеличиваются, а окружных участков наружного магнитопровода (на пути потоков Фо)уменьшаются.

Это обуславливает нарушение равенства ЭДС, наводимых в измерительных обмотках на спицах (F <) и на наружном магнитопроводе (F. ), в результате на выходе датчика появится ЭДС

Е, равная

Е, = Е, — Ер а.

Статическая характеристика предлагаемого датчика имеет растущий характер (фиг.4).

Формула изобретения

Магнитоупругий датчик усилий, содержащий наружный замкнутый магнитопровод, намагничивающую и измерительные обмотки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, .с целью уменьщения габаритов и массы при увеличении верхнего предела измерения, в него введена ступица, соединенная равномерно расположенными по окружности магнитопроводящими.спицами с наружным магнитопроводом, при этом спицы и наружный магнитопровод расположены в одной плоскости, равноудаленной от торцов ступицы, а на наружном магнитопроводе на участках между спицами и в каждой спице выполнены щели, разделяющие эти участ1471090 вающей, другой — измерительной обмотками. ки магнитопроводов на два стержня, один из которых охвачен намагничи

1!

11

11

11

11

ll

11

Составитель В.Родин

С.Пекарь Техред М.Дидык Корректор М.Максимининец

Редактор

Заказ 1601/45 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101