Магнитоупругий датчик растягивающих усилий

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в весоизмерительных устройствах и в системах автоматического регулирования технологическими процессами. Цель изобретения - повышение точности измерения. При воздействии на цилиндрический чувствительный элемент 1 растягивающих усилий в поперечном сечении его появляются продольные растягивающие напряжения Σ<SB POS="POST">р</SB>, которые при положительной магнитострикции материала и магнитном поле Ф<SB POS="POST">тр</SB>, перпендикулярном Σ<SB POS="POST">р</SB>, обусловят снижение магнитной проницаемости материала, магнитной индукции и потока Ф<SB POS="POST">ТР</SB>. Суммарное изменение потокосцепления обмоток 6 (измерительных) обусловит величину выходного сигнала датчика, пропорционального измеряемому усилию растяжения. 4 ил.

в I I

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Ь 01 L 1/12 5/12

Ес.12",На

ГХ-- 1

Г, э "4(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ртр.

Риг.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 341 2929/24-1 0 (22) 29.03.82 (46) 30.06.89. Бюл. Ф 24 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) Э.В. Голован, В.А. Дейнега, Н.С. Рубан и Т.Б. Терещенко (53) 531 .781(088.8) (56) Гинзбург В.Б. Магнитоупругие датчики. М.: Энергия, 1 970, с.50-52.

Авторское свидетельство СССР

В 142445, кл . С 01 L 5/1 2, 1 960 . (54) МАГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК РАСТЯГИВА10ЩИХ УСИЛИЙ (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в весоизмерительных устройствах и в системах автоматическoro

„„80„„1490507 А 1

2 регулирования технологическими процессами. Цель изобретения — повышение точности измерения. При воздействии на цилиндрический чувствительный элемент растягивающих усилий в поперечном сечении его появляются продольные растягивающие напряжения 6, которые при положительной магнитострикции материала и магнитном поле Ф, перпендикулярном 6< обусловят снижение магнитной проницаемости материала, магнитной индукции и потока Ф, . Суммарное изменение потокосцепления обмоток 6 (измерительных) обусловит величину выходного сигнала датчика, пропорционального измеряемому усилию растяжения. 4 ил.

1490507/

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в весоизмерительных устройствах и в системах автоматического регули5 рования технологическими процессами.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг . 1 < на фиг . 3 — датчик с полым цилиндрическим. элементом и внутренним элементом намагничивания, на фиг . 4— сечение Б-Б на фиг. 3.

40

Датчик (фиг. 1) состоит из чувствигельного элемента 1 цилиндрической формы из магнитоупругого материала с положительной магнитострикцией и эле— мента 2 намагничивания-, содержащего 20 магнитопровод 3 кольцевой формы из магнитомягкого материала, например, с двумя обращенными к наружной поверхности полюсами 4 и 5. На полюсах намотаны обмотки 6 (намагничивающая 25 и измерительная) . Обмотки 6 (намагничивающие) соединяются последователь— но или параллельно так, что обеспе< чивается чередование полярности полюсов 4 и 5 по окружности.

Датчик (фиг. 3) содержит чувствительный элемент 7, выполненный в виде полого цилиндра, а элемент намагничивания размещен внутри цилиндра и представляет собой магнито- З5 провод 8, на котором имеются обмотки 9 (намагничивающая и измерительная), причем ось магнитопровода 8, совпадающая с осью обмоток, расположена перпендикулярно оси полого цилиндрического чувствительного элемента 7.

Датчик работает следующим образом.

При подключении обмотки 6 намаг — 45 ничивания к источнику переменного тока в магнитопроводе 3 возникает магнитный поток. Магнитный поток полюса 4, равной Ф „, (фиг, 2), разветвляется в цилиндрическом чувствительном элементе 1 на два окружных параллельных потока Ф zp которые <атем проходят через другой нов люс 5 (противоположн< и первому полярности), и в кольцевом внешнем магнитопроводе 3 снова разделяется на два потока.

Таким образом, по цилиндрическому чувствительному элементу 1 во внешнем .(овсрхностпом слое проходит окружной магнитный поток. При воздействии на цилиндрический чувствительный эле— мент 1 растягивающих усилий в его поперечном сечении появляются процольные растягивающие напряжения Ь р, которые при положительной магнитострикции материала и магнитном потоке Ф р перпендикулярном 4 р обус— ловят снижение магнитной проницаемости материала, магнитной индукции и потока Ф г . Измерение магнитного потока каждой из параллельных ветвей магнитной цепи приводит к соответствующему изменению магнитного потока каждого полюса. Л Ф „„„= 2 ЙФ,, Изменение d Ф „„„приводит к изменению потока сцепления каждой из измерительных обмоток, намотанных на полюса 4 и 5. Суммарное изменение потокосцепления обмоток 6 (измерительных) обусловит величину выходного сигнала датчика, пропорционального измеряемому усилию растяжения.

Формула изобретения

Магнитоупругий датчик растягиваюших усилий, содержащий чувствительный элемент в виде цилиндра, ферромаг— нитный сердечник (полюсами, охватывающий чувствительный элемент, и намагничивающие и измерительные обмотки, расположенные на радиально направленных полюсах, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, полюса располо— жены в плоскости, перпендикулярной оси чувствительного элемента, а намагничивающие и измерительные обмотки размещены на каждом полюсе, при этом намагничивающие обмотки полюсов соединены так, что обеспечивается чередование полярности полюсов! i90507

Фиг.1

Фиг.д