Магнитоупругий датчик

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволит уменьшить габариты датчика и увеличить точность измерения. Магнитоупругий датчик содержит магнитопровод 1 в виде двух коаксиальных цилиндров 2, 3, соединенных в средней части перемычкой 4, разделяющей компенсационный 6 и измерительный 5 элементы. Полюса рабочего элемента обращены к контролируемому изделию 9. На полюсах компенсационного элемента с помощью магнитной присоски 12 закреплена ферромагнитная пластина 10, выполненная из материала контролируемого изделия. При измерениях либо обмотки возбуждения, либо измерительные обмотки 7, 8 соответственно рабочего и компенсационного элемента включены встречно. Сумма сигналов с измерительных обмоток пропорциональна напряжению, действующему в контролируемом изделии 9. Магнитоупругий датчик крепится на контролируемом изделии с помощью магнита 13. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН . (19) (И) Ai

С 01 1. 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12 11

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4644472/24-10 (22) 30.01.89 (46) 30.11.90. Бюл. N 44 (75) В.И. Рождественский (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 881544, кл. G 01 L 1/12, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ю 1262306, кл. G .01 L 1/12, 1985. (54) ИАГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволит уменьшить габариты датчика и увеличить точность измерения. Иагнитоупругий датчик содержит магнитопровод 1 в виде двух коаксиальных цилиндров 2.

3, соединенных в средней части пере2 мычкой 4, разделяющей компенсационный 6 и измерительный 5 элементы.

Полюса рабочего элемента обращены к контролируемому изделию 9. На полюсах компенсационного элемента с помощью магнитной присоски 12 закреплена ферромагнитная пластина 10, выполненная из материала контролируемого изделия. При измерениях либо обмотки возбуждения, либо-измерительные обмотки 7, 8 соответственно рабочего и компенсационного элемента включены встречно. Сумма сигналов с измерительных обмоток пропорциональна напряжению, действующему в контролируемом изделии 9. Иагнитоупругий датчик крепится на контролируемом изделии с помощью магнита 13. 1 ил.

1610319

Изобретение относится к силоизмерительной технике, а именно к приборам неразрушающего контроля механических напряжений в ферромагнитных материалах, и может быть использова5 но в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения - уменьшение габаритов магнитоупругого датчика и повышение точности измерений.

На чертеже изображен магнитоупругий датчик, разрез.

Иагнитоупругий датчик содержит магнитопровод 1, выполненный в виде одной цельноточенной детали, состоящей из двух коаксиайьных цилиндров

2 и 3, соединенных в средней части сплошной радиальной перемычкой 4, соединяющей цилиндры посередине. Ра" диальная перемычка разделяет рабочий

Ф и компенсационный Фк магнитные потоки соответственно рабочего 5 и компенсационного 6 чувствительных элементов, которые имеют пары обмоток - возбуждения и измерительную, т. е. соответственно обмотки 7 и 8, причем либо измерительные, либо обмотки возбуждения соединены встречно.

Основание рабочего чувствительного элемента 5 контактирует с контролируемым объектом (изделием) 9, а основание компенсационного чувствительного элемента 6 - с накладной Ферромаг-, нитной йластиной 10, причем материал пластины 10 идентичен материалу З5 объекта 9. В осевом отверстии 1 размещены два постоянных магнита (магнитwe присоски ) 1? и 13 с возможностью их осевого перемещения, Иагнитоупругий датчик работает следующим образом.

Измеряемое механическое напряжение в контролируемом объекте 9, к которому своим основанием при помощи магнитной присоски 13 прикреплен датчик, вызывает изменение величины рабочего потока Ф>, при этом компенсационный поток Ф „ остается неизменным поскольку радиальная перемычка 50

4 магнитопровода 1, являющаяся проводником как рабочего, так и компенсационного потоков, служит в то же время естественным экраном от проникновения каждого из потоков в "чужую" .магнитную цепь. Ферромагнитная пластина 10 выполняет роль механически разгруженного (причем, если требуется - то и от внутренних напряжений) контролируемого объекта, поскольку выполнена из материала идентичного последнему и также сопряжена с датчиком, т. е. с компенсацИонным эле" ментом 6 при помощи магнитной присоски 12.

Обмотки рабочего 5 и компенсационного 6 элементов (либо пара измерительных, либо пара возбуждения) соединены встречно и с измерительных обмоток снимается напряжение, пропорциональное механическому напряжению на контролируемом участке поверхности последуемого объекта.

Для определения величины и направления вектора механических напряжений на контролируемом участке, основания магнитоправода могут быть выполнены в виде симметричных пар контактных полюсных наконечников (не показаны). При осуществлении измерений датчик, размещенный на контролируемом объекте, поворачивают вокруг своей оси до достижения максимального значения выходного сигнала, при этом направление симметричйо расположенных вдоль диаметра контактных полюсных наконечников укажет направление действия вектора механических напряжений.

При измерениях на криволинейных поверхностях контактные полюсные наконечники выполняют с повышенной упру— гостью, что достигается их предварительным изгибом в диаметральном направлении. В этом случае обеспечивается более надежный контакт с контролируемым объектом (а также с ферромагнитной пластиной).

При этом во избежании возникновения дополнительной погрешности от упругого изгиба контактов магнитопровод выполнен из материала с нулевой магнитострикцией (например, железоникелевого сплава, содержащего 7883 никеля) .

Для повышения точности (главным образом за счет снижения аддиктивной составляющей погрешности) измерения целесообразно производить дважды: один раз при нормальном положении датчика относительно контролируемого объекта, а другой - при перевернутом т. е. когда рабочий и компенсацион" ный чувствительные элементы меняются местами. При этом результат определяется как среднее арифметическое величин двух измерительных сигналов.

Составитель В.Родин

Техред М.Дидык Корректор Л.Бескид

Редактор А.Ревин

Заказ 3731 Тираж 473 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Гагарина, 101

16

Перед выполнением измерений производят настройку и градуировку дат- чика,. для чего последний размещают на механически разгруженном контрольном образце прямоугольной или цилиндрической формы, изготовленном из материала, идентичного материалу исследуемого объекта. Затем перемещением магнита 13 добиваются значения выходного сигнала рабочего элемента, близкого к максимальному. Аналогичным образом, перемещая магнит 12 добиваются примерного равенства выходного сигнала компенсационного элемента сигналу рабочего.

Обычно такая настройка (ввиду высокой идентичности параметров рабочего и компенсационного элементов) не требует много времени и выполнять ее лучше, когда соответствующие магниты максимально приближены к контрольному образцу и ферромагнитной пластине 1О, что обеспечивает наиболее плотное сопряжение с ними датчика и, как правило, наилучшую компенсацию неинформативной составляющей выходного сигнала датчика °

10319 6

Затем известными методами производят градуировку магнитоупругого дат-,. чика.

\

Формула изобретения

Магнитоупругий датчик, содержащий

10 измерительный и компенсационный элемент, выполненные в виде магнитопровода с возбуждающими и измерительными обмотками, постоянные магниты и накладную ферромагнитную пластину из материала контролируемого иэдели, контактирующего с основанием компенсационного элемента, о т л и ч а ющ и и .с я тем, что, с целью снижения габаритов и увеличения точности, магнитопровод выполнен в виде одной детали, представляющей собой два коаксиальных цилиндра, связанных в средней части перемычкой, разделяющей обмотки измерительного и компенсационного элементов, а магниты установлены в отверстии внутреннего цилиндра с возможностью осевого перемещения.