Магнитоупругий датчик усилия

 

Сущность изобретения: датчик содержит кольцевой чувствительный элемент 1, на котором распложены равномерно по окружности монолитные сегменты 2 прямоугольной формы в продольном сечении из магнитоупругого материала. В сегментах 2 выполнены по четыре отверстия 3 и 4, в которых уложены соответственно две взаимно перпендикулярные обмотки намагничивания 5 и измерительная 6. Выводные концы 7 обмоток намагничивания 8 и измерительной обмотки выведены наружу через отверстия в кольцевом чувствительном элементе 1. 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 1 1/12 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ! ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) ((АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1) 4910474/10

2) 12.02,9 1

6) 30,08,93. Бюл. N. 32

71) Киевское научно-производственное бьединение "Киевский институт автоматики

2) В.С.Багнюк, Х.С.Рубан, Т.Б.Таращенко,,В.Голован и В,И.Кокореко б) 1. Заявка ФРГ ¹ 2365937, л, G 01 L 1/12, 1977.

2. Заявка ФРГ N. 2215232, л. G 01 L1/12,,1974, (4) МАГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК УСИЛИЯ

Изобретение относится к измерительой технике и может найти применение в азличных областях техники. испол зуюих магнитоупругие датчики для преобразования усилия в электрический сигнал.

Цель изобретения - упрощение технолог и изготовления магнитоупругого датчика усилия при одновременном повышении точности измерения эа счет снижения вариаЦии выходного сигнала, Подобный датчик может быть использован для измерения усилий в клетях прокатного стана. При этом датчик встраивается в клеть между гайкой нажимного винта и станиной клети. B этом случае внутренний и

° ° в тешний диаметры чувствительного злеента кольцевого датчика ограничены диаь етром нажимного винта, внешним д аметром гайки, двойной толщиной стенки к рпуса, а в случае прототипа еще и двойн м вылетом лобовых частей обмотки, распрложенных на внутренней и внешней

„„ Ы „„1837165 А1 (57) Сущность изобретения: датчик содержит кольцевой чувствительный элемент 1, на котором распложены равномерно по окружности монолитные сегменты 2 прямоугольной формы в продольном сечении иэ магнитоупругого материала. В сегментах 2 выполнены по четыре отверстия 3 и 4, в которых уложены соответственно две взаимно перпендикулярные обмотки намагничивания 5 и измерительная 6, Выводные концы 7 обмоток намагничивания 8 и измерительной обмотки выведены наружу через отверстия в кольцевом чувствительном элементе 1. 2 ил, поверхностях чувствительного элемента прототипа.

Ориентация отверстий в отдельных сегментах чувствительного элемента не в радиальном направлении, как в прототипе, а перпендикулярно радиусу, и расположение обмоток по окружности кольца обусловли. вают снижение расхода меди, а также снижение механических напряжений в чувствительном элементе, так как при одном и том же усилии прокатки площадь чувствительного элемента датчика из-за отсутствия лобовых частей обмотки будет больше пощади чувствительного элемента прототипа. что определяет наряду с переходом от шихтованного чувствительного элемента к монолитным сегментам снижение гистерезиса выходной характеристики, Кроме того, выполнение кольцевого чувствитсльного элемента из отдельных монолитных сегментов упроща т тсхнслагию его изготовления, снимает ограi:, . ние

1837165 в габаритах, связанное с сортаментом магнитоупругих материалов, выпускаемых нашей промышленностью.

На фиг, 1 изображен предлагаемый датчик, в аксонометрии; на фиг, 2 — то же, вид сверху с половиной разреза плоскостью по линии отверстий.

Магнитоупругий датчик усилия содержит нижнюю плиту 1 кольцевой формы, на которой равномерно по окружности установлены отдельные монолитные сегменты 2 из магнитоупругого материала. Сегменты содержат по четыре отверстия 3, 4, в которые уложены две взаимно перпендикулярные обмотки; в отверстиях 3 — проводники обмотки намаганичивания 5, а в отверстия 4 — проводники. обмотки измерительной 6.

Выводные концы обмоток намагничивания

7 и измерительной 8 выведены наружу через отверстия в буртике нижней плиты. . При подключении выводных концов 7 намагничивающей обмотки 5 к источнику переменного тока по проводникам обмотки, протянутым вдоль верхних отверстий 3, ток н будет протекать в какой-то момент времени по часовой стрелке, по проводникам нижних отверстий 3 — против, как зто показано на фиг. 1 стрелками.

Так как при отсутствии усилия материал, из которого выполнены сегменты, является изотропным, результирующая вектора индукции магнитного поля, созданного током в проводниках обмотки намагничивания, будет совпадать в пределах каждого сегмента с плоскостью, походящей через проводники измерительной обмотки, уложенной в отверстия 4. При этом в измерительной обмотке 6 ЭДС не индуктируется.

При возведении на чувствительный элемент датчика измеряемого усилия ухудшается магнитная проводимость вертикальных участков магнитопровода, что обусловливает деформацию магнитного потока, созданного током в обмотке намагничивания 5. Результирующая вектора магнитной индукции этого поля при этом поворачивается так, что начинает пересекать плоскость, проходящую через проводники измерительной обмотки 8, При этом в цепи измерительной обмотки 8 наводится

10 ЭДС, величин которой пропорциональна измеряемому усилию.

Заявляемый магнитоупругий датчик усилия позволяет, по сравнению с прототипом, снизить вариацию выходного сигнала

"5 благодаря снижению механических напряжений в чувствительном элементе при одновременном упрощении технологии изготовления и уменьшения расхода меди

* за счет исключения практически лобовых ча20 стей и расхода магнитомягкого материала, идущего на изготовление составного магнитопровода, Формула изобретения

Магнитоупругий датчик усилия, содержащий кольцевой чувствительный элемент и две взаимно перпендикулярные обмотки, расположенные под углом 45О к направле нию действия измеряемого усилия в сквозных отверстиях чувствительного элемента, 30 отличающийся тем, что. с целью повышения точности и технологичности, в него введена плита кольцевой формы, на которой установлен чувствительный элемент. выполненный из монолитных сегмен35 тов, имеющих прямоугольную форму в продольном сечении, совпадающем с направлением действия измеряемого усилия, и обращенных к соседним сегментам плоскостями со сквозными отверстиями, при40 ч ем о6 м от к и:протянуты через соответствующие отверстия всех сегментов и ориентированы в окружном направлении.

18371 б5

Составитель В. Багнюк

Техред M.Moðãeèòàë Корректор С. Лисина

Редактор

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

Заказ 2859 Тираж Подписное !

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб„4/5